[发明专利]一种消除直剪试验结构面制模时误差角的调平夹尺

说明书

技术领域

本发明涉及到直剪试验测定结构面抗剪强度参数试验。试验过程中要对结构面进行浇注制模，规范要求结构面放入水泥砂浆中时，要使结构面保持水平，但实际操作中很难保证结构面水平，经大量测量数据统计结构面普遍存在误差角，约在5°左右。由于误差角的存在，必然导致所制结构面模型在进行直剪试验时，结构面与仪器所加竖直力不能垂直，导致竖直力与剪切方向是不垂直的，从而严重影响试验数据的准确性和可靠性。为避免误差角的出现，在结构面浇注制模时，通过调平夹尺将结构面对准夹紧后，通过调整夹尺上的水平仪，使其水平放置，避免了误差角的产生。本发明属于工程技术领域。

背景技术

岩土工程中为了评价岩体结构面的稳定性，需要通过直剪试验得到结构面的抗剪强度指标。抗剪强度指标是稳定性评价中非常重要的参数之一，所以抗剪强度指标的准确度和可靠度直接关系着岩体结构面稳定性评价的正确与否；抗剪强度指标如果不可靠将直接导致工程应用时造成较大偏差。在进行传统的直剪试验前，要对结构面试样进行浇注，在浇注过程中存在较多不足有待改进，其中很重要的一点不足是：浇注时，在半个样模内加少量的水泥砂浆，将试样居中放入，使受剪面高出样模边框4-5mm，并使之水平；同时保持剪切方向与模具框长边方向一致，随后注入水泥砂浆填满捣实。在完成以上操作步骤后，由于人眼的视觉误差，结构面是很难保证水平的，通过对大量浇注制备好的结构面样的测量数据统计工作，发现结构面普遍存在误差角，约在5°左右，不能精确的使结构面与水平面平行。

由于结构面试样浇注时误差角的存在，所制结构面模型在进行直剪试验时，结构面与仪器所加竖直力不能垂直，导致竖直力与剪切方向是不垂直的，所以误差角是严重影响试验数据的准确性和可靠性的重要因素。因此，如果能通过某种仪器消除试样浇注时的误差角，将会很大程度上提高直剪试验数据的准确性和可靠性。本发明旨在消除上述所提误差角的，使用该调平夹尺可以确保结构面在浇注时是水平。本发明对平直、较平直的粗糙度小的结构面的效果好，但对于不规则的粗糙度大的结构面效果欠佳。

发明内容

本发明的目的是解决结构面试样浇注时存在误差角的缺点，本发明提供了一种通过调整水准泡居中来使结构面达到水平的调平夹尺。该调平夹尺不仅使用简单、操作方便、精度高而且造价不高，经济又实惠。

为了解决上述误差角的存在，所提出的技术方案如下：

用于消除直剪试验结构面制模时结构面误差角(14)的调平夹尺。包括主尺A段(9)、主尺B段(10)、塑料圆盘水平仪、横向移动钳口(以下简称为横向尺框)(8)、纵向移动钳口(以下简称为纵向尺框)(6)、橡胶片(7)、锁紧螺钉(5)。主尺A段(9)、主尺B段(10)呈直角垂直设计，在主尺两段重合的正方形部分(4)厚度加厚，并在正方形内挖有圆形凹槽，圆盘水平仪安置在凹槽内。横向钳口(8)上端设计为嵌套状的环形空心孔隙(11)，可以套在主尺A段(9)上左右移动，也可以从主尺A段(9)右端滑下取出；横向钳口(8)主体部分上下表面所在平面与主尺上下表面所在平面重合，其上部有一锁紧螺钉(5)，可将横向钳口(8)固定在主尺A段(9)的任意位置。主尺B段(10)钳口和主尺A段(9)钳口的内侧即两钳口与结构面试样接触的一侧，固定有摩擦系数大的橡胶材料(如天然橡胶)制成的橡胶片(7)。纵向钳口(6)左端套在主尺B段(10)上，纵向钳口(6)主体部分下表面与主尺上表面重合，可以纵向沿主尺B段(10)移动，移动到合适位置可用锁紧螺钉(5)拧紧固定；纵向钳口(6)与结构面试样接触的一侧同样按有橡胶片(7)。调平夹尺的核心部件是圆盘水平仪，用主尺A段(9)钳口、主尺B段(10)钳口、横向钳口(8)、纵向钳口(6)从四个方向与待剪切的结构面(13)边界对准固定好后，通过水准气泡(1)的居中来调整结构面位置使其水平。

进一步，调平夹尺一般采用碳钢、工具钢和不锈钥制造。调平夹尺在制作工艺方面应有以下技术要求：①、夹尺各零(部)件表面不得有严重影响外观和使用性能的裂痕、划痕、磁伤、锈迹、毛刺等缺陷。②、夹尺零(部)件表面的彼、涂层不得有脱落及明显影响外观的色泽不均等缺陷。③、夹尺的尺框、徽动装置沿尺身的移动应平稳、无卡滞和松动现象。④、夹尺主要测量面的表面粗糙度最大允许值为R 0.4μm。⑤、无论夹尺尺框紧固与否，使用前要检验调平夹尺主尺所在平面是否与水平仪所在平面平行。