[发明专利]一种土壤承压和剪切试验测试仪

摘要

本发明提供一种基于贝氏仪测试原理的土壤力学特性测试仪器—一种土壤承压和剪切试验测试仪，它包括角位移传感器联轴器、U型座、位移传感器、砝码、移传感器外壳导轨、砝码座、上滑动轴、压/扭组合传感器、下滑动轴、剪切环/压板、角位移传感器、扭转扳手套、推力球轴承、卡圈、支撑座、限位螺栓、压耳、轴套及三角架。其测量方法有四大步骤，利用该仪器可分别测量土壤的承压特性和剪切特性，对得到的的承压特性曲线和剪切特性曲线进行处理后，可获得土壤的主要力学参数。本发明不仅结构简单，易于操作，而且测量精确，易于携带安装，具有较好的稳定性与可靠性。

主权项

一种土壤承压和剪切试验测试仪，其特征在于：它包括角位移传感器联轴器、U型座、位移传感器、砝码、移传感器外壳导轨、砝码座、上滑动轴、压/扭组合传感器、下滑动轴、剪切环/压板、角位移传感器、扭转扳手套、推力球轴承、卡圈、支撑座、限位螺栓、压耳、轴套及三角架；该测试仪器主体采用三角架支撑，三角架装于支撑座上，试验时根据需要调节三角架的长度和张合度，支撑座上装有对称分布的两个压耳，当剪切环在较大负荷下进行旋转剪切时，通过手扶压耳保持仪器的平稳，防止仪器主体出现较大倾斜，影响其测量精度；砝码座套于支撑座的外套筒上并可沿其上下滑动，砝码座底部的圆盘用于放置不同规格和重量的砝码，试验时通过添加砝码来增加剪切环/压板上的垂直载荷；位移传感器外壳导轨安装于砝码座上，用于固定位移传感器的外壳，为避免干涉，所有砝码上均加工有U型开口槽，砝码加载后，该位移传感器外壳导轨正好位于所有砝码的开口槽内；位移传感器的拉杆顶端通过螺母固定在支撑座上，而位移传感器外壳则随砝码座上下移动，实时测量压板的下陷量；U型座安装于砝码座的顶部，用于固定角位移传感器的外壳，支撑座中心套筒上装有限位螺栓，用于限定上滑动轴在垂直方向的位置，支撑座顶部和底部孔端均装有轴套，用于定位上滑动轴，通过间隙控制，保证试验时上滑动轴在轴套中上下滑动并自由旋转；上滑动轴顶端通过角位移传感器联轴器与角位移传感器的旋转轴相连，底端圆盘则通过螺栓与压/扭组合传感器相连，上滑动轴的轴肩处装有卡圈，卡圈上装有推力球轴承，砝码座置于推力球轴承之上，其承受的重量通过轴承、卡圈及上滑动轴传至压/扭组合传感器上，上滑动轴的上方还装有可拆卸的扭转扳手套，通过安装扭转手柄，可对上滑动轴施加扭矩；在试验过程中，上滑动轴既可上下滑动传递垂直载荷，又可自由转动传递扭矩；压/扭组合传感器底端连接下滑动轴，下滑动轴同样起传递垂直载荷和扭矩的作用，其底端装有剪切环/压板，试验时，剪切环/压板承受的土壤反作用力将通过下滑动轴传递至压/扭组合传感器，压/扭组合传感器不仅能够测量剪切环/压板承受的垂直载荷，也对剪切环承受的反向剪切力矩进行测量；然后，用无纸记录仪对测得的传感器信号进行采集、显示、记录和存储；试验数据采集并存储完毕后，利用KLCOM100数据分析软件对采集到的原始数据进行分析处理，同时生成报表导出；所述角位移传感器联轴器是定制或市购的圆柱形联轴器；所述U型座是板材弯制的C形件；所述位移传感器、压/扭组合传感器和角位移传感器，其测量范围根据试验要求选定；所述砝码是根据此仪器配合设计的试验所需的压力来源，是圆柱形并其上开有U型槽的自制件；所述位移传感器外壳导轨是固定位移传感器的并其上开有U型槽的自制件；所述砝码座是圆管与板材垂直连接的倒T形件；所述上滑动轴是按预定尺寸制造的普通台阶轴；所述下滑动轴是按预定尺寸制造的普通台阶轴；所述剪切环/压板是圆盘形零件，剪切环上设置有矩形齿；所述扭转扳手套是心部及圆周中部设置有圆孔的圆柱形件；所述推力球轴承的型号为51202GB/T301‑1995；所述卡圈是圆柱形的自制件；所述支撑座是T型的自制件；所述限位螺栓是市购连接件；所述压耳是圆钢煨制的C形件；所述轴套是按预定尺寸制造的圆形套管件；所述三角架是可伸缩的按预定尺寸制造或外购的三角形支架；所述无纸记录仪，可自制或市场上选购。