[实用新型]一种适用于研究接触面力学特性的直剪盒

说明书

技术领域

本实用新型涉及室内土工试验技术领域，具体涉及一种适用于研究接触面力学特性的直剪盒。

背景技术

接触面力学试验是一种重要的土工试验，通过该试验能够对岩土材料与某种粗糙度的结构面发生相互作用时的力学特性进行测试，为工程实践中所遇到的与之相关问题的设计处理提供必要参数。室内直剪试验是测试接触面力学特性常用的试验方法，试验的关键是构建不同粗糙度的结构面，并对结构面的粗糙度进行描述，用于开展对比试验。至今在土工测试技术领域，很少有规范对粗糙度的描述要求进行严格的限定，在测试过程中往往采用“光滑”、“较光滑”、“粗糙”、“较粗糙”等字眼对结构面的粗糙度进行定性描述，缺乏科学依据。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种适用于研究接触面力学特性的直剪盒，该直剪盒结构简单，能够在对粗糙度进行定量描述的基础上，进行接触面力学特性的研究。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种适用于研究接触面力学特性的直剪盒，包括上直剪盒和下直剪盒，下直剪盒包括外壳和内盒体，内盒体固定在外壳内，内盒体上设有圆凹槽，还包括模拟块，模拟块呈圆饼状，模拟块的半径与圆凹槽的半径相同，模拟块的高度与圆凹槽的深度相同，模拟块的一表面上开设有多个沿模拟块径向均匀排列的V型槽，各V型槽在模拟块径向上与模拟块侧壁相连通，内盒体顶面设有角度刻度。

内盒体呈方形，角度刻度设置于内盒体顶面的一个角上，角度范围为0-90°，45°刻度线与内盒体顶面的对应的对角线重合。

圆凹槽的底部中央设有通孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点与有益效果在于：

1、通过在模拟块表面上设置槽深、槽宽和槽间距不同的V型槽，可以模拟不同粗糙度的结构面，还可以用槽深、槽宽和槽间距实现对结构面粗糙度的定量描述。

2、在内盒体顶面设置0-90°的角度刻度，旋转放入下直剪盒内的模拟块，使模拟块顶部的V型槽与剪切方向呈不同夹角，是构造不同粗糙度结构面的另一种有效方法，同时也可以用旋转角度对结构面粗糙度进行定量描述。

3、在圆凹槽底部中央设置通孔，能在模拟块紧密嵌入下直剪盒内的情况下方便将其取出。

4、模拟块的材质决定了相应接触面上力学特性的变化，模拟块可以是钢块、混凝土块、有机玻璃块等等，能够对多种不同材质的接触面进行测试，适用范围广。

附图明书

图1为适用于研究接触面力学特性的直剪盒的结构示意图。

图2为下直剪盒的结构示意图。

图3为模拟块的结构示意图。

图4为图3的主视图。

图5为下直剪盒与模拟块的装配图。

其中，1-上直剪盒、2-下直剪盒、3-外壳、4-内盒体、5-圆凹槽、6-模拟块、7-V型槽、8-角度刻度、9-通孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供的适用于研究接触面力学特性的直剪盒的结构如图1所示，该直剪盒包括上直剪盒1、下直剪盒2和模拟块6。

如图2所示，下直剪盒包括外壳3和内盒体4，内盒体4固定在外壳3内，内盒体4呈方形。内盒体4上设有圆凹槽5，圆凹槽5的底部中央设有通孔9，设置通孔是为了能在模拟块紧密嵌入下直剪盒内的情况下方便将其取出。内盒体4顶面的一个角上设有角度刻度8，角度范围为0-90°，45°刻度线与内盒体4顶面对应的对角线重合。角度刻度9用于测试试验过程中V型槽7和剪切方向的夹角。只在内盒体顶面的一个角上设有角度刻度是因为，无论是圆凹槽还是方形的内盒体，都是对称结构，设置90°范围内的角度刻度，就可以描述V型槽与剪切方向成不同夹角的所有情况。

如图3和图4所示，模拟块6呈圆饼状，模拟块6的半径与圆凹槽5的半径相同，模拟块6的高度与圆凹槽5的深度相同。模拟块6的材质可以是混凝土、钢、有机玻璃，也可以是其它材质。模拟块6的一表面上开设有多个沿模拟块径向均匀排列的V型槽7，各V型槽7在模拟块径向上与模拟块侧壁相连通。通过改变V型槽7的槽深、槽宽和槽间距以及与剪切方向的夹角，来模拟不同粗糙度的结构接触面。

本实用新型提供的适用于研究接触面力学特性的直剪盒的使用方法如下：

试验前，先将模拟块放入下直剪盒的圆凹槽内，使模拟块带V型槽的粗糙面朝上，旋转模拟块，使模拟块顶部V型槽和剪切方向的夹角与试验设计一致，V型槽和剪切方向的夹角通过角度刻度进行确定，对所用模拟块的材质、V型槽的槽深、槽宽和槽间距以及与剪切方向的夹角进行记录，然后按照室内直剪试验的操作步骤依次固定上剪切盒、装入土样、加载法向荷载、设置剪切参数并进行接触面直接剪切试验。试验结束后若所用模块嵌入下直剪盒内较紧导致难以取出时，可以使用细杆穿过下直剪盒底部的通孔，将模块从下直剪盒内顶出。