[实用新型]十字板剪切试验加载装置

说明书

技术领域

本实用新型设备为一种应用于水域、陆域的工程地质勘察原位测试设备，能对软粘性土的抗剪强度进行量测的十字板剪切试验加载装置。 

背景技术

在港口、水利、公路、桥梁、人工岛等水域工程项目中，软土地基的抗剪强度是一个非常重要的工程指标。对这项指标的测量仪器目前国内外有多种设备，总体分为机械式和电测式两种：机械式采用人力手摇，人工读数，摇速不稳定，读数误差大；电测式的传感器在板头处，通过穿过钻杆的电缆与外部连接，当测试深度较深时，需频繁往钻杆中穿引电缆，操作繁琐，费时费力，且传感器多在地下水位下作业，数据飘移严重。所以目前传统的设备，实际应用范围极为有限，尤其是在受波浪、水流影响较大的水域环境下，其测量值大多离散或失真，工作效率低，试验误差大。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种十字板剪切试验加载装置，能够在试验剪切中，特别是在水城勘察的试验剪切中，有效降低试验误差，提高试验精度，减少外界因素影响，拓宽试验使用范围。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种十字板剪切试验加载装置，其中：该装置包括三部分：驱动部分、测矩部分及控制部分，驱动部分与测矩部分分别通过信号控制连接线与控制部分连接；驱动部分包括有步进电机、蜗杆、蜗轮，测矩部分包括有力矩传感器、轴杆、销键、支撑轴承及轴承套，控制部分包括有控制器、显示屏及控制按钮，整个装置通过电源线与外部电源相连，所述步进电机、控制器均固定在底板上，所述支撑轴承及轴承套通过支座固定在底板上，在底板上设有保护罩。 

本实用新型的效果是使用该装置，用电机驱动代替人工手摇，用自动测读代替人工读数，将驱动装置与测读装置集成于一处，体积小，重量轻，易于搬运，免去传统电测式仪器中的电缆连接，提高了试验效率，克服了数据飘移，消除了机械式仪器人力手摇读数时的误差，加荷速率稳定，试验数据准确，影响因素少，适用范围广。此设备能够脱离水上试验平台，能够与套管独立连接，在保证规范要求的条件下，可以在不同条件的软土层进行十字板剪切原位测试，能准确测出不同强度软土层的试验数据。本装置适合于各种水域工程勘察中的试验检测，特别是采用船载勘探平台进行海域工程地质勘察的项目。 

附图说明

图1为本实用新型电动十字板剪切试验加载装置结构示意图； 

图2为图1的侧视图； 

图3为采用新型电动十字板剪切试验装置试验操作示意图； 

图中： 

1、步进电机  2、力矩传感器  3、控制器  4、蜗杆  5、蜗轮 

6、轴杆     7、显示屏及控制按钮        8、信号控制连接线 

9、电源线  10、底板  11、保护罩        12、支撑轴承及轴承套 

13、销键   14、支座  15、反力杆插入套   16、反力杆 

17、套管   18、钻杆   19、十字板头     20、专用套管适配冒 

具体实施方式

结合附图对本实用新型的十字板剪切试验加载装置的结构进一步说明。 

本实用新型的十字板剪切试验加载装置设计思想是，通过步进电机实现对扭矩的匀速稳定传输，以克服传统机械式人力手摇的不稳定性。步进电机与电脑控制器相连，通过参数设置可控制其转速及转向。步进电机通过蜗杆蜗轮将扭矩传递到中间轩轴处。本装置用力矩传感器代替传统设备的钢环、 百分表，消除了人工读数的误差，传感器置于钻孔外，克服了传统电测式设备的电缆连接及数据飘移，提高了试验的效率及数据的准确性。本装置的控制器由电脑芯片、主板、显示屏及控制按钮或触摸屏、存储卡等组成，通过显示屏面板上的控制按钮或触摸屏，设置参数，控制电机的转速及转向，将力矩传感器传送来的检测数据显示于显示屏中，并同步存储于外插存储卡中，这样使试验人员既可根据显示屏显示数据进行纸质记录，亦可用计算机从外接存储卡中直接读取数据，操作简便，数据可靠。控制器外接电源为24V～36V直流电源，可由大容量电瓶提供，或由电源适配器自220V交流电源提供，适用范围广泛。控制器负责向步进电机及力矩传感器提供电源。本装置各个器件均整合集成于一底板上，体积小，重量轻，便于携带搬运。