現場非擾動土的直剪試驗儀的製作方法

2023-06-09 16:54:26

專利名稱：現場非擾動土的直剪試驗儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於現場非擾動土抗剪強度的試驗裝置，特別涉及針對如礦山排 土場或粗粒土的現場非擾動土的直剪試驗儀
背景技術：
由於原狀樣土具有明顯的結構性，而非擾動土的結構性對它的力學性質影響較為 顯著。所以需現場測定非擾動土的力學性質，以深入了解非擾動土的一些力學性的變化規 律，從而為排土場和廢石場邊坡穩定性提供更可靠的力學參數。然而，由於現有的非擾動土直剪試驗儀具有以下不足①現有的大型直剪儀一般 僅適用於在室內測定擾動土的力學性質；②利用現有的大型直剪試驗儀進行垂直和水平加 載時需使用專門設備，不便於攜帶進行現場測定；③現有的大型直剪試驗儀因體積較大、重 量較為笨重和裝卸較為麻煩，不利於運輸，且成本較高，一般很少在現場使用。因此，需探索一種方便用於現場測定非擾動土抗剪強度的試驗裝置，並能方便地 利用現場資源進行加載。

發明內容
有鑑於此，本發明提供一種現場非擾動土的直剪試驗儀，該試驗儀可方便地在現 場使用來測定非擾動土的力學性質，以便於研究非擾動土與擾動土的一些力學性變化規 律，為礦山廢石的排放設計方案和排土場後期的穩定性分析提供理論依據。本發明的現場非擾動土的直剪試驗儀，包括剪切裝置、垂直加載裝置和水平加載 裝置，所述剪切裝置包括下剪切盒和以滑動配合方式設置於下剪切盒上的上剪切盒，所述 垂直加載裝置包括用於容納重物的加載容器I和與加載容器I固定連接用於對上剪切盒 內非擾動土豎直加載的傳力組件I，所述水平加載裝置包括用於容納重物的加載容器II和 與加載容器II連接用於對上剪切盒水平加載的傳力組件II。進一步，所述上剪切盒與下剪切盒之間沿剪切方向的剪切縫內設置有滾珠；
進一步，所述傳力組件I包括上傳力板、下傳力板和設置於上傳力板與下傳力板之間 的滾軸排，所述加載容器I設置於上傳力板正上方並與上傳力板固定連接；
進一步，所述傳力組件II包括拉繩、支架和設置於支架上的定滑輪，所述拉繩以定滑輪 為支點，一端水平連接上剪切盒，另一端豎直連接加載容器II ； 進一步，所述拉繩以可拆卸的方式與上剪切盒連接； 進一步，所述下剪切盒外表面設置有錨固釘。本發明的有益效果本發明的現場非擾動土的直剪試驗儀，具有以下優點
1)結構簡單，易於製造，收放、攜帶方便；
2)能直接利用現場材料進行加載，使用方便；
3)加載均勻、準確，試驗精度較高；
4)上、下剪切盒之間摩擦小，測得結果比較準確。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為本發明的結構示意圖； 圖2為本發明的主視圖3為圖2的右視圖； 圖4為圖2的俯視圖。
具體實施例方式圖1為本發明的結構示意圖，圖2為本發明的主視圖，圖3為圖2的右視圖，圖4為 圖2的俯視圖，如圖所示本實施例的現場非擾動土的直剪試驗儀，包括剪切裝置、垂直加 載裝置和水平加載裝置，所述剪切裝置包括下剪切盒1和以滑動配合方式設置於下剪切盒 1上的上剪切盒2，所述垂直加載裝置包括用於容納重物的加載容器I 3和與加載容器I 3 固定連接用於對上剪切盒2內非擾動土豎直加載的傳力組件I，所述水平加載裝置包括用 於容納重物的加載容器II 4和與加載容器II 4連接用於對上剪切盒2水平加載的傳力組件 II，使用時，將下剪切盒固定，並將上、下剪切盒套於所測非擾動土四周，然後在下剪切盒四 周放入適量的土石以便固定下剪切盒。同時，直接利用現場土石等材料裝入加載容器I內 對待測土進行豎直加載，同時，也利用現場材料裝入加載容器II內對上剪切盒施加水平載 荷，進行現場非擾動土的抗剪強度測試，得出豎直載荷與水平載荷的關係，以便於測定非擾 動土的力學性質，以能深入了解非擾動土與擾動土的一些力學性的變化規律，為礦山廢石 的排放設計方案和排土場後期的穩定性分析提供理論依據。本實施例中，所述上剪切盒2與下剪切盒1之間沿剪切方向的剪切縫內設置有兩 排滾珠5，上、下剪切盒的兩側各一排，以避免上剪切盒與下剪切盒之間的摩擦對試驗結果 產生較大影響。本實施例中，所述傳力組件I包括上傳力板6、下傳力板7和設置於上傳力板6與 下傳力板7之間的滾軸排8，所述加載容器I 3設置於上傳力板6正上方並與上傳力板6固 定連接，上、下傳力板保證土體所受的垂直荷載均勻分布於土體表面，同時，滾軸排使試驗 過程中垂直荷載的作用點始終在土體的中心位置，以提高試驗準確性。本實施例中，所述傳力組件II包括拉繩9、支架10和設置於支架10上的定滑輪 11，所述拉繩9以定滑輪11為支點，一端水平連接上剪切盒2，另一端豎直連接加載容器 II 4，結構簡單，易於實現。本實施例中，所述拉繩9 一端設置掛鈎13，上剪切盒上設置掛座14，拉繩9通過掛 鉤13和掛座14以可拆卸的方式與上剪切盒2連接，便於拆卸進行攜帶、收放等，使用方便。本實施例中，所述下剪切盒1外表面設置有錨固釘12，錨固釘伸入下剪切盒周圍 的土體內進行錨固，以防止下剪切盒在試驗過程中移動，影響試驗結果。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較 佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求範圍當中。
權利要求
一種現場非擾動土的直剪試驗儀，包括剪切裝置、垂直加載裝置和水平加載裝置，其特徵在於所述剪切裝置包括下剪切盒(1)和以滑動配合方式設置於下剪切盒(1)上的上剪切盒(2)，所述垂直加載裝置包括用於容納重物的加載容器Ⅰ(3)和與加載容器Ⅰ(3)固定連接用於對上剪切盒(2)內非擾動土豎直加載的傳力組件Ⅰ，所述水平加載裝置包括用於容納重物的加載容器Ⅱ(4)和與加載容器Ⅱ(4)連接用於對上剪切盒(2)水平加載的傳力組件Ⅱ。
2.根據權利要求1所述的現場非擾動土的直剪試驗儀，其特徵在於所述上剪切盒(2) 與下剪切盒(1)之間沿剪切方向的剪切縫內設置有滾珠(5)。
3.根據權利要求2所述的現場非擾動土的直剪試驗儀，其特徵在於所述傳力組件I 包括上傳力板(6)、下傳力板(7)和設置於上傳力板(6)與下傳力板(7)之間的滾軸排(8)， 所述加載容器I (3)設置於上傳力板(6)正上方並與上傳力板(6)固定連接。
4.根據權利要求3所述的現場非擾動土的直剪試驗儀，其特徵在於所述傳力組件II 包括拉繩(9)、支架(10)和設置於支架(10)上的定滑輪(11)，所述拉繩(9)以定滑輪(11) 為支點，一端水平連接上剪切盒(2 )，另一端豎直連接加載容器II (4 )。
5.根據權利要求4所述的現場非擾動土的直剪試驗儀，其特徵在於所述拉繩(9)以可 拆卸的方式與上剪切盒(2)連接。
6.根據權利要求5所述的現場非擾動土的直剪試驗儀，其特徵在於所述下剪切盒(1) 外表面設置有錨固釘(12)。
全文摘要
本發明公開了一種現場非擾動土的直剪試驗儀，包括剪切裝置、垂直加載裝置和水平加載裝置，剪切裝置包括下剪切盒和以滑動配合方式設置於下剪切盒上的上剪切盒，垂直加載裝置包括加載容器Ⅰ和用於對土體豎直加載的傳力組件Ⅰ，水平加載裝置包括加載容器Ⅱ和用於對上剪切盒水平加載的傳力組件Ⅱ，使用時，將上、下剪切盒套於所測非擾動土四周，然後在下剪切盒四周放入適量的土石以便固定下剪切盒，並在加載容器Ⅰ和加載容器Ⅱ內分別裝入現場土石，進行現場非擾動土的抗剪強度測試，以測定非擾動土在不同垂直壓力下的剪應力，從而深入了解非擾動土的一些力學性質的變化規律，為礦山廢石的排放設計方案和排土場後期的穩定性分析提供理論依據。
文檔編號G01N3/24GK101968415SQ20101051433
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者孔祥雲, 楊春和, 王光進, 顧義磊 申請人:重慶大學