[发明专利]一种大型室内直剪试验装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种室内直剪试验装置，特别是用于大型土体室内平面直剪的试验装 置。

背景技术

直剪试验时国家规范中测定岩土体抗剪强度指标的基本试验方法，分为室内试验 和原位试验两种，室内直剪试验操作方便，一般施加垂直压力，然后对剪切盒的下盒逐级施 加水平力，直至试样被剪坏，参照摩尔-库伦强度准则计算土体抗剪强度指标，本方法适用 于重塑土试验和粒径较为均匀的细粒土原状样测试。因仪器尺寸受到一定限制，无法完成 夹杂大颗粒土体的实验操作，当土体均匀性较差时，数据存在较大误差。原位试验是在原位 条件下对土体进行剪切测试，规模较大，可以满足各类土体的剪切测试，试验数据较为可 靠，接近现场实际情况。原位试验操作不变，成本较高，现场条件可控性差，不适宜大范围应 用。除上述两种常见直剪试验方法外，目前国内外学者及工程人员根据各自不同的研究方 向和领域开发了很多改进型的直剪试验装置，有针对特殊材料做的特殊处理，也有增加温 控系统、加载系统、实时计量系统等特殊装置的剪切试验仪器。

发明内容

一、发明的目的是:

完成重塑土、非均质土、不均匀形状原状土的室内大型直剪试验。

二、要解决的技术问题：

现有规范执行的直剪试验中，室内试验以重塑土和室内原状细粒土为主，可以很好进 行固结、饱和等试样的室内试验，原位大面积剪切试验能够完成夹杂碎石等各类土体的试 验操作，所做试验可以较为准确的反应现场地质应力条件，应用范围较广。本装置定位于室 内试验装置，基于基本剪切试验原理，提高剪切面尺寸，解决标准剪切仪尺寸受限，剪切土 体粒径不宜过大的限制，同时作为一种室内试验装置，要满足使用方便、省时、省力、便于拓 展研究的要求，解决原位试验耗费过大的问题，使其满足一般科研需要。

该类大型试验对象应当包含所有重塑土、大部分原状土类型，且试样形状不应受 到过大限制。

试样装入实验容器后空隙部分填充满足特殊规定的干燥细砂，结合室内试验确定 细砂无正应力条件下抗剪强度峰值，用于试验土体的抗剪强度修正。

三、发明的优点和积极效果:

1.土体制作过程简单，1-2人即可完成操作；适用性强，适合砂土、黄土、粘土、砂卵石层 及复杂填土等各类土体模型的试验。

2.注浆过程扩展性强，可以方便增加辅助施力或测量装置实现试验过程的精细 化，试验前后土体可以方便进行取样进一步研究。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是试验装置立体构造图。

图2是试验装置内部构造图解。

图3是试验装置俯视图。

图4是试验装置侧视图。

图5是试验装置正视图。

图6是试验装置效果图。

其中：1-下挡板、2-剪切筒、3-导向轨、4-导轮、5-传力柱、6-涡轮推杆箱、7-支架、 8-固定杆、9-卡槽

具体实施方式：

制作符合要求的大块体重塑试样或取完整试样，进行简单修整，使试样直径不超过剪切仪器内径。

将试样放入试验容器，根据试样的高度叠加剪切筒数量，用卡扣固定连接。剪切面上下相邻剪切筒（2）不以卡扣相连。

在容器孔隙部分底部充填约5cm厚棉花，上部均匀充填细砂至试样顶部，使顶面保持水平。

顶面平铺传力板，利用千斤顶施加正应力，应力计进行测量读数，千斤顶与顶板直剪用钢制滚珠连接。

待试样固结完成后，利用涡轮推杆箱（6）进行剪切试验，在传力柱（5）与推杆箱顶杆直剪设置应力计测量读数。应变以涡轮推杆箱转动周数换算。

根据试验结果绘制应力-应变曲线，确定峰值强度等指标。