土的直剪流變儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種室內(nèi)土樣的直剪流變測試方法，特別是可以運(yùn)用在飽和土的流變測試，并可以根據(jù)土樣的形狀和大小選擇不同的剪切盒，屬于土樣測試的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前國內(nèi)的直剪流變儀主要是通過將直剪儀進(jìn)行改造，但是這種從直剪儀改造后的直剪流變儀的剪切盒為圓柱體，形狀較為單一，且大小比較固定。在室內(nèi)制作土樣時，切割出的土樣過小就不能用于實(shí)驗(yàn)，土樣過大不能安放到剪切盒中，重新制樣耗時耗力。既要保證土樣不被擾動，又要控制土樣的大小，難度比較大。而且這些儀器的剪切盒只能做剪切實(shí)驗(yàn)，如果要做土的拉張實(shí)驗(yàn)則需要重新購置儀器，增加花費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]為了最大限度的利用土樣，同時更好地獲取土樣的力學(xué)性質(zhì)，本發(fā)明設(shè)計了一種新的專用剪切盒，形狀為正方體，并配有若干種切片，適合正方形、圓形以及梯形的土樣，并可以根據(jù)切出的土樣大小調(diào)整。具體模具參數(shù)可以對照圖紙根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求自行設(shè)計。
[0004]整個直剪流變儀可以分為三個部分組成，即:動力系統(tǒng)、剪切盒以及測量系統(tǒng)組成，實(shí)驗(yàn)裝置各部分說明如下:
[0005]a.剪切盒蓋:為正方形頂蓋，頂蓋略小于剪切盒內(nèi)緣，頂蓋蓋帽處為圓形向下凹陷，方便上部垂直施加荷載；
[0006]b.保濕盒，圓形，可剛好將蠕變儀蓋住，保濕盒盒蓋有一圓孔，其大小剛好為c傳力桿下緣的周長；
[0007]c.傳力桿，為圓形桿狀，目的是將荷載加載到土樣上；
[0008]Cl.豎向傳力桿，傳遞豎向荷載；
[0009]c2.橫向傳力桿，傳遞橫向荷載；
[0010]d.底座，圓餅狀金屬體，密度大，用于維持整個直剪儀的重心；
[0011]e.導(dǎo)軌，目的是開始剪切實(shí)驗(yàn)時，通過c2橫向傳力桿傳遞的橫向荷載，使m剪切下盒發(fā)生橫向位移，土體產(chǎn)生剪切；
[0012]f.杠桿，為一長方體桿狀，上有刻度，另有移動砝碼可以移動進(jìn)行調(diào)平，實(shí)驗(yàn)時需要保持杠桿平衡；
[0013]g.固定支座，固定剪切盤的作用，當(dāng)圖01中h推動座給m剪切上盒施加水平向右的推動力，阻礙m剪切下盒的移動，只允許剪切上盒移動；
[0014]h.推動座，將水平施加的推動力傳遞到剪切盒上；
[0015]h1.左推動座，將水平施加的推動力傳遞到m剪切上盒，通過m剪切上盒的位移對土體產(chǎn)生剪切；
[0016]h2.右推動座，在hi傳遞的推動力到m剪切上盒上，通過g移動支座阻止m剪切下盒的位移；
[0017]1.臺面，為寬大方形木板，起到安放和固定儀器的作用；
[0018]j.剪切盤，為圓筒狀，比剪切盒大，起到安放剪切盒的作用，如測試土樣為飽和土，則可以在盤內(nèi)加滿水，此時土中水保持完全飽和狀態(tài)；
[0019]k.砝碼，當(dāng)f杠桿上的移動砝碼調(diào)平后，需要在此處加砝碼，使給測試土體施加豎向荷載，具體視所需試驗(yàn)實(shí)際情況而定；
[0020]1.透水石，為方形，大小比剪切盒內(nèi)緣略??；
[0021]m.剪切盒，正方體金屬盒，邊長為a，每個盒子可獨(dú)立拆分為四半，如圖2、3、4 ;
[0022]ml.正方形剪切盒，此剪切盒邊長為a，高度為b，當(dāng)實(shí)驗(yàn)土樣為長方體時使用此剪切盒，四個半盒兩兩接觸處預(yù)留有螺孔，當(dāng)實(shí)驗(yàn)為剪切實(shí)驗(yàn)時，可以將上面兩個半盒與下面兩個半盒用螺栓連接起來，當(dāng)實(shí)驗(yàn)為拉張實(shí)驗(yàn)時，可以將左邊兩個半盒與右邊兩個半盒連用螺栓接起來；
[0023]m2.圓形剪切盒，此剪切盒邊長為a，高度為b，當(dāng)實(shí)驗(yàn)土樣為圓柱體時使用此剪切盒，剪切盒可配不同尺寸的切片，具體長度視切割土樣大小而定，切片中央有一螺栓孔，當(dāng)土樣安放完畢后可以通過螺栓的松緊來調(diào)節(jié)；
[0024]m3.梯形剪切盒，此剪切盒邊長為a，高度為b，當(dāng)實(shí)驗(yàn)土樣為梯形時使用此剪切盒，剪切盒配有不同尺寸的切片，切片轉(zhuǎn)折處是可以活動的，切片的另一端預(yù)留有螺栓孔，裝好土樣后，可用螺栓固定，切片長度視實(shí)際土樣的大小而定；
[0025]η.橡膠圈，當(dāng)土體為非飽和土?xí)r，在a剪切盒蓋于I透水石之間安放橡膠圈防止水分蒸發(fā)，保持土體濕度；
[0026]ο.位移監(jiān)測儀表
[0027]ο 1.百分表
[0028]o2.千分表
[0029]p.螺栓，螺栓主要是固定q切片以及相鄰的m剪切盒的作用；
[0030]q.切片，在m剪切盒內(nèi)通過不同大小不同尺寸的切片的調(diào)節(jié)來滿足不同大小不同尺寸的土樣；
[0031]r.活動軸，切片的一半可以沿著活動軸轉(zhuǎn)動。
[0032]通過使用不同長短的切片與剪切盒相組合來調(diào)節(jié)適應(yīng)制樣的大小，進(jìn)而達(dá)到土樣的最大利用，同時也對土體造成較小的擾動。給試樣一定的豎向荷載，然后在水平方向施加水平推力，使土體產(chǎn)生剪切變形，最后達(dá)到破壞，測得試驗(yàn)參數(shù)。
【附圖說明】
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[0033]圖1直剪流變儀
[0034]圖2正方形剪切盒
[0035]圖3圓形剪切盒
[0036]圖4梯形剪切盒
【具體實(shí)施方式】
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[0037](I)如圖2、3、4所示，根據(jù)不同的土樣選擇不同的剪切盒，將土樣放入到剪切盒中，方形剪切盒的內(nèi)邊長為a，高為b。如果土樣是梯形，則需要加入有轉(zhuǎn)軸的切片，根據(jù)土樣大小選擇切片長短；如果是圓形土樣，選擇中心有螺栓孔的切片，將切片用螺栓固定住剪切盒上；
[0038](2)制樣完畢后，如圖1所示，安放m剪切盒，安放完畢后，在底部安放排水石，將土樣放入m剪切盒內(nèi)，通過P螺栓調(diào)節(jié)，再加一個I透水石，鋪設(shè)η橡膠圈在I透水石上面，蓋上a剪切盒蓋；
[0039](3)調(diào)節(jié)好h推動座和c傳力桿，將b保濕盒蓋上；
[0040](4)將與杠桿連接的Cl豎向傳力桿頂住a剪切盒的圓形凹面上，將c2橫向傳力桿安放在g固定支座上；
[0041](5)安放ο儀表在c傳力桿上，剛開始位移比較大，先安放ol百分表，當(dāng)位移開始減小后，安放02千分表，記錄數(shù)據(jù)；
[0042](6)調(diào)平杠桿后，記錄數(shù)據(jù)，開始施加水平與豎向荷載，記錄加荷數(shù)據(jù)和土體的變形數(shù)據(jù)直至土體完全破壞，實(shí)驗(yàn)結(jié)束；
[0043](7)清洗裝置、拆除裝置以備下次使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可以測試飽和與非飽和土體任意形狀任意大小流變的方法，通過剪切盒的橫向、縱向的連接可以分別做剪切實(shí)驗(yàn)和拉伸實(shí)驗(yàn)，將切片用螺栓連接剪切盒來適應(yīng)土樣的大小，可以根據(jù)土樣的形狀選擇梯形或者圓形的切片。
2.根據(jù)權(quán)利I的要求測試土體流變的方法，可以在實(shí)驗(yàn)前開始制備土樣時，不需要事先比對剪切盒的大小制作土樣，制樣完畢后可根據(jù)土樣大小用螺栓的松緊來調(diào)節(jié)剪切盒內(nèi)部大小。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)I的要求，剪切盒是由4個相同的半盒構(gòu)成，每相鄰的兩個剪切盒都有螺孔，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同需求用螺栓將任意兩個半盒連接，這樣就可以根據(jù)試驗(yàn)需求任意連接。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)2的要求，在剪切盒內(nèi)配有不同的切片，這些切片根據(jù)土樣的大小任意選擇長度，通過螺栓與剪切盒連接，并可調(diào)節(jié)大小。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)I的要求，如果測試土體為非飽和土，剪切盤上部添加橡膠圈，可以保證其濕度；如果測試土體為飽和土可以在豎向荷載施加以后在剪切盤中加水，保持土樣是完全飽和的。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種室內(nèi)實(shí)驗(yàn)土的直剪流變儀，特別可以測試不同大小，不同形狀的土樣，屬于土樣測試的創(chuàng)新技術(shù)。為了最大限度的利用土樣，同時更好的獲取土樣參數(shù)，本發(fā)明設(shè)計了一種專用的剪切盒模具，形狀為長方體，內(nèi)部為空心，邊與邊之間留有螺孔，可以用螺栓連接，并配有不同尺寸的切片，制樣完畢后可根據(jù)土樣大小調(diào)節(jié)剪切盒的大小和形狀。
【IPC分類】G01N3-24
【公開號】CN104819903
【申請?zhí)枴緾N201510037928
【發(fā)明人】湯連生, 夏涵, 王沛一
【申請人】中山大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年1月20日