用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組，屬于室內(nèi)土工試驗(yàn)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]直接剪切試驗(yàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)直剪試驗(yàn))采用的儀器為直剪儀，分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種，目前我國(guó)普遍采用的是應(yīng)變控制式直剪儀。直剪儀由剪切盒、垂直加壓設(shè)備、剪切傳動(dòng)裝置、測(cè)力計(jì)及位移量測(cè)系統(tǒng)組成。剪切盒則主要由上剪切盒、下剪切盒、傳壓板及儲(chǔ)水盒構(gòu)成。儲(chǔ)水盒與下剪切盒、下剪切盒與上剪切盒之間均通過(guò)固定銷(xiāo)連接。下剪切盒無(wú)底，置于儲(chǔ)水盒上與其圓形凸臺(tái)配合。下剪切盒內(nèi)的側(cè)壁底部開(kāi)有排水洞，排水洞的頂部高于儲(chǔ)水盒圓形凸臺(tái)。
[0003]直剪試驗(yàn)步驟如下:1.將下剪切盒固定在儲(chǔ)水盒上，對(duì)準(zhǔn)上下剪切盒，插入固定銷(xiāo)，在下剪切盒內(nèi)放入透水板和濾紙；2.裝入土樣，在土樣上放置濾紙和透水板；3.使上剪切盒前端剛好與測(cè)力計(jì)接觸，調(diào)整測(cè)力計(jì)讀數(shù)為零，順次加上傳壓板、加壓框架；4.通過(guò)垂直加壓設(shè)備施加垂直壓力，這時(shí)，土樣中的部分水分透過(guò)透水板，通過(guò)排水洞排至儲(chǔ)水盒中；5.拔去上下剪切盒之間的固定銷(xiāo)，調(diào)零測(cè)力計(jì)，通過(guò)剪切傳動(dòng)裝置對(duì)下剪切盒施加水平推力，使土樣在上下剪切盒的水平接觸面上產(chǎn)生剪切變形，直至破壞，記錄測(cè)力計(jì)讀數(shù)和剪切位移量。
[0004]裝入土樣時(shí)，黏性土的操作是，直接用環(huán)刀從黏土樣中切出圓形土餅，然后將環(huán)刀刃口向上對(duì)準(zhǔn)上剪切盒口，在土樣上放透水板，將土餅緩緩?fù)迫爰羟泻袃?nèi)。由于原狀砂類(lèi)土取樣時(shí)極易受到擾動(dòng)，在取樣時(shí)土樣容易沿著環(huán)刀壁下滑，導(dǎo)致土樣漏失，因此對(duì)砂類(lèi)土進(jìn)行直剪試驗(yàn)時(shí)并不能像黏性土一樣用環(huán)刀直接取樣并將土樣推入剪切盒內(nèi)?，F(xiàn)有直剪試驗(yàn)對(duì)砂類(lèi)土進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，往往是根據(jù)剪切盒的高度及土樣密度控制裝入砂樣質(zhì)量，擊實(shí)(或壓實(shí))到規(guī)定高度后進(jìn)行剪切試驗(yàn)。這樣，砂類(lèi)土的原始性狀已受到干擾，土樣的受力狀態(tài)受到影響，最終導(dǎo)致測(cè)定的砂土抗剪強(qiáng)度參數(shù)指標(biāo)不準(zhǔn)確，不能完整反映砂類(lèi)土的原狀性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組。采用該剪切盒組進(jìn)行砂類(lèi)土土樣制備及剪切試驗(yàn)，不破壞砂類(lèi)土的原狀性質(zhì)，操作方便，匹配性好，試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。
[0006]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案是:一種用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組，從下至上包括儲(chǔ)水盒、下剪切盒、下透水板、下濾紙、上剪切盒、上濾紙、上透水板、傳壓板，所述下剪切盒的側(cè)壁底部開(kāi)有排水洞，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:
[0007]所述下剪切盒內(nèi)設(shè)置有底板，所述底板位于下透水板下方；
[0008]所述下剪切盒的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀的下部，上剪切盒的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀的上部；所述組合式環(huán)刀的下部和上部刀壁厚度相同，通過(guò)嵌于刀壁內(nèi)的固定銷(xiāo)連接，且組合式環(huán)刀的下部和上部的連接處與下剪切盒和上剪切盒的交界處齊平；
[0009]所述上剪切盒內(nèi)的上透水板的外徑與組合式環(huán)刀的內(nèi)徑相等。
[0010]本發(fā)明的工作過(guò)程和原理是:
[0011]一、取樣，可以按照現(xiàn)有的原狀取砂器取樣，僅僅將現(xiàn)有的原狀取砂器中用的環(huán)刀換成組合式環(huán)刀，取好的土樣位于組合式環(huán)刀中，組合式環(huán)刀置于一個(gè)蓋板上；也可以用組合式環(huán)刀直接取樣:將組合式環(huán)刀刃口側(cè)垂直壓入土體，直至砂土突出組合式環(huán)刀非刃口偵牝刮除高于組合式環(huán)刀非刃口側(cè)的土體，然后蓋上蓋板，隨后，用托板從低于組合式環(huán)刀刃口處切入土樣，托住組合式環(huán)刀及蓋板，再一起反轉(zhuǎn)平置，移除托板，刮除組合式環(huán)刀刃口側(cè)土樣，用毛刷潔凈組合式環(huán)刀外側(cè)土樣，即完成原狀砂類(lèi)土取樣。
[0012]二，裝樣:依次在土樣表面放下濾紙及下透水板，將帶底板的下剪切盒翻轉(zhuǎn)后蓋在土樣上，使組合式環(huán)刀及土樣進(jìn)入下剪切盒內(nèi)直至底板；將下剪切盒、組合式環(huán)刀及其中的土樣、蓋板一起反轉(zhuǎn)平置，移除蓋板，即完成剪切土樣的制備；將下剪切盒固定在儲(chǔ)水盒內(nèi)，將上剪切盒套入組合式環(huán)刀上部，并與下剪切盒對(duì)準(zhǔn)，插入上剪切盒和下剪切盒的固定銷(xiāo)，再卸掉組合式環(huán)刀的固定銷(xiāo)。
[0013]三、試驗(yàn):在砂土土樣上表面依次放置上濾紙、上透水板、傳壓板，通過(guò)垂直加壓設(shè)備施加一定的垂直壓力；最后拔去上下剪切盒之間的固定銷(xiāo)，調(diào)零測(cè)力計(jì)，通過(guò)剪切傳動(dòng)裝置對(duì)下剪切盒施加水平推力，帶動(dòng)下剪切盒內(nèi)組合式環(huán)刀下部及其中的土樣，使土樣在上下剪切盒(組合式環(huán)刀的上部和下部)的水平接觸面上產(chǎn)生剪切變形，直至破壞，記錄測(cè)力計(jì)讀數(shù)和剪切位移量。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明在取樣完畢后，組合式環(huán)刀直接置于帶底板的下剪切盒中不必再取出，在剪切試驗(yàn)中可以實(shí)現(xiàn)帶環(huán)刀剪切，有效的解決了所取原狀砂土樣如何進(jìn)入剪切盒的問(wèn)題，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程連續(xù)性好，試驗(yàn)裝置的各組件匹配性好，試驗(yàn)測(cè)定的原狀砂類(lèi)土抗剪強(qiáng)度參數(shù)指標(biāo)較為準(zhǔn)確。
[0016]進(jìn)一步，本發(fā)明所述的下剪切盒的底板為不透水底板，所述下剪切盒內(nèi)的側(cè)壁底部的排水洞的頂部高于底板的上表面。
[0017]這樣，當(dāng)對(duì)土樣施加垂直壓力時(shí)，土樣中的部分水分可方便地透過(guò)透水板，通過(guò)排水洞排至儲(chǔ)水盒中
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是圖2中A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中的組合式環(huán)刀俯視結(jié)構(gòu)示意。
[0023]圖5是圖4中B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中，11為下剪切盒與儲(chǔ)水盒之間的固定銷(xiāo)，12為下剪切盒和上剪切盒之間的固定銷(xiāo)，13為下剪切盒外壁上設(shè)置的提手。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例一
[0026]圖1-5示出，本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】是:一種用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組，從下至上包括儲(chǔ)水盒1、下剪切盒2、下透水板3、下濾紙4、上剪切盒5、上濾紙6、上透水板7、傳壓板8，所述下剪切盒2的側(cè)壁底部開(kāi)有排水洞2a，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:
[0027]所述下剪切盒2內(nèi)設(shè)置有底板2b，所述底板2b位于下透水板3下方；
[0028]所述下剪切盒2的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀9的下部9a，上剪切盒5的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀9的上部9b ;所述組合式環(huán)刀9的下部9a和上部9b刀壁厚度相同，通過(guò)嵌于刀壁內(nèi)的固定銷(xiāo)10連接，且組合式環(huán)刀9的下部9a和上部9b的連接處與下剪切盒2和上剪切盒5的交界處齊平；
[0029]所述上剪切盒5內(nèi)的上透水板7的外徑與組合式環(huán)刀9的內(nèi)徑相等。
[0030]本例中所述下剪切盒2的底板2b為不透水底板，所述下剪切盒2的試樣孔側(cè)壁底部的排水洞2a的頂部高于底板2b的上表面。
[0031]實(shí)施例二
[0032]一種用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組，從下至上包括儲(chǔ)水盒1、下剪切盒2、下透水板3、下濾紙4、上剪切盒5、上濾紙6、上透水板7、傳壓板8，所述下剪切盒2的側(cè)壁底部開(kāi)有排水洞2a，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:
[0033]所述下剪切盒2內(nèi)設(shè)置有可透水的底板2b，所述底板2b位于下透水板3下方；
[0034]所述下剪切盒2的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀9的下部9a，上剪切盒5的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀9的上部9b ;所述組合式環(huán)刀9的下部9a和上部9b刀壁厚度相同，通過(guò)嵌于刀壁內(nèi)的固定銷(xiāo)10連接，且組合式環(huán)刀9的下部9a和上部9b的連接處與下剪切盒2和上剪切盒5的交界處齊平；
[0035]所述上剪切盒5內(nèi)的上透水板7的外徑與組合式環(huán)刀9的內(nèi)徑相等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組，從下至上包括儲(chǔ)水盒(I)、下剪切盒(2)、下透水板(3)、下濾紙(4)、上剪切盒(5)、上濾紙(6)、上透水板(7)和傳壓板(8)，所述下剪切盒(2)的側(cè)壁底部開(kāi)有排水洞(2a)，其特征在于: 所述下剪切盒(2)內(nèi)設(shè)置有底板(2b)，所述底板(2b)位于下透水板(3)下方； 所述下剪切盒(2)的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀(9)的下部(9a)，上剪切盒(5)的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀(9)的上部(9b);所述組合式環(huán)刀(9)的下部(9a)和上部(9b)刀壁厚度相同，通過(guò)嵌于刀壁內(nèi)的固定銷(xiāo)(10)連接，且組合式環(huán)刀(9)的下部(9a)和上部(9b)的連接處與下剪切盒(2)和上剪切盒(5)的交界處齊平； 所述上剪切盒(5)內(nèi)的上透水板(7)的外徑與組合式環(huán)刀(9)的內(nèi)徑相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的一種用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組，其特征在于:所述下剪切盒(2)的底板(2b)為不透水底板，所述下剪切盒(2)內(nèi)的側(cè)壁底部的排水洞(2a)的頂部高于底板(2b)的上表面。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于原狀砂類(lèi)土直剪試驗(yàn)的剪切盒組，從下至上包括儲(chǔ)水盒、下剪切盒、下透水板、下濾紙、上剪切盒、上濾紙、上透水板和傳壓板，所述下剪切盒的側(cè)壁底部開(kāi)有排水洞，其特點(diǎn)是：所述下剪切盒內(nèi)設(shè)置有底板，底板位于下透水板下方；下剪切盒的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀的下部，上剪切盒的內(nèi)壁緊貼組合式環(huán)刀的上部；所述組合式環(huán)刀的下部和上部刀壁厚度相同，通過(guò)嵌于刀壁內(nèi)的固定銷(xiāo)連接；且組合式環(huán)刀的下部和上部的連接處與下剪切盒和上剪切盒的交界處齊平；所述上剪切盒內(nèi)的上透水板的外徑與組合式環(huán)刀的內(nèi)徑相等。采用該剪切盒組進(jìn)行砂類(lèi)土土樣制備及剪切試驗(yàn)，不破壞砂類(lèi)土的原狀性質(zhì)，操作方便，匹配性好，試驗(yàn)結(jié)果較準(zhǔn)確。
【IPC分類(lèi)】G01N3-24, G01N3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104792608
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142617
【發(fā)明人】羅強(qiáng), 張瑞國(guó), 張正, 劉鋼, 蔣良濰, 孟偉超, 鄒亮明, 張良, 魏明, 葉慶志
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日