[发明专利]便携式现场和室内两用直剪试验仪及其取样测试方法

说明书

一.技术领域

本发明涉及一种土体强度测试的直剪试验仪器及其直剪试验的取样测试方法。该仪器特别是能在现场方便、快捷地测试自然土坡、填方土坡、各种地基表面的强度参数。

二.背景技术

直剪试验仪器分为室内试验直剪仪和现场试验直剪仪。常规的室内直剪试验仪有上、下两个剪切盒，试样放入剪切盒后，在试样顶部施加一定的垂直压力，推动剪切盒，使试样受剪至破坏，从而得到土体的强度参数。由于用推动剪切盒的方法来使试样受剪，剪切盒与量力环之间必定是刚性连接。在剪切过程中，若试样发生体积变化，会在其接触点处产生摩擦力，而该摩擦力在试验中无法测定，从而使得剪切面上的正应力与实际外加的正应力不一致，影响了土体强度的正确测试。现场试验直剪仪大多只是将室内试验直剪仪的尺寸加大，同样存在刚性连接点处的摩擦影响问题。室内试验的原状样，通常是在现场用套筒取得，然后用千斤顶将试样压入剪切盒中，或先卸下套筒，然后放入剪切盒。这种方式得到的原状样极易受扰动，不能完全反映现场土体的实际状态。

三.发明内容

本发明的目的在于解决常规直剪试验仪中刚性连接点处的摩擦影响问题及取原状样的挠动问题，而提供一种便携式现场和室内两用直剪试验仪及其取样测试方法，采用的技术方案是将试样受剪方式由刚性顶推方式改为柔性张拉方式；将取样装置直接作为下剪切盒，可直接在现场进行试验；且该直剪仪也可以在室内做原状样或重塑样直剪试验。整套仪器装置可装入一个箱型框内，搬运方便。

一种便携式现场和室内两用直剪试验仪，包括取样设备、垂直加荷系统，其特征是它还包括水平张拉受剪系统，其中取样设备由剪切框(2)与刚性框(3)组成，剪切框(2)置于刚性框(3)的上部，垂直加荷系统是可移动式的，其中两根横梁支柱(18)分别固定连接在滚轮系统(30)的两个滑枕(34)上，滑轮系统是由两根滚轮导轨(31)，两个滚轮(32)镶嵌在滚轮导轨(31)的U型槽中，滚轮轴承(33)将滚轮(32)与滑枕(34)相连接；水平张拉受剪系统中的两根链条(12)的一端分别连接在剪切框(2)上的链条挂钩(11)上，另一端连接在连接件(14)一端的钢圆环上，连接件(14)的另一端通过螺纹连接在拉力传感器(13)上，拉力传感器(13)的另一端与具有螺纹的手轮推动杆(15)连接，手轮(16)与手轮推动杆(15)相连接，当转动手轮(16)时手轮推动杆(15)可前进或后退，水平张拉受剪系统通过螺栓(17)固定在箱型框架(7)上。

上述的剪切框(2)为“十”字型架(28)的方形框，剪切框(2)的一侧面上有两个链条挂钩(11)，其中央部位架设有水平位移计(6)；所述的刚性框(3)净尺寸与剪切框(2)相同，二者下端外部四个面均为刀口形状，将刚性框(3)放置在刚性框底座(4)内，用螺钉(8)固定，刚性框底座(4)再用螺栓(27)固定在箱型框架(7)上。

上述的垂直加荷系统中的传力柱(10)的下端固定在传力板(9)上，二者的中心在同一垂直直线上，且二者的中心线通过试样(1)的中心，传力板(9)的底面尺寸与剪切框(2)的平面尺寸相同，传力板(9)的上部装有垂直位移计(5)，传力柱(10)的另一端通过杠杆轴承(19)与杠杆(24)和支点端盖(20)相连接，杠杆(24)的末端为吊盘(25)，吊盘下端为砝码(26)，支柱(29)具有螺纹，它的下端螺进支点端盖(20)里，并用支柱螺母I(21)固定，支柱(29)上端放置在横梁(23)的中心孔内，并可上下移动，这样就可使传力板(9)、传力柱(10)在垂直方向上根据需要上下调整高度，高度调整好之后，支柱(29)由支柱螺母II(22)固定在横梁(23)上，横梁(23)由两根横梁支柱(18)支撑，并由螺母(35)固定，横梁支柱(18)另一端有螺纹，它螺进滑枕(34)里，滑枕(34)套在滚轮导轨(31)外，滚轮导轨(31)有上、下两块，下滚轮导轨固定在箱型框架(7)上，两块滚轮导轨(31)的两端由固定上、下滚轮导轨的螺栓(36)固定。

上述的水平张拉受剪系统中的链条(12)为两根钢链条或钢丝绳，每根长约15cm。

一种便携式现场和室内两用直剪试验仪的取样测试方法，其特征在于取样测试步骤如下：

试样制备