[发明专利]用于原状砂类土直剪试验的剪切盒组

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于原状砂类土直剪试验的剪切盒组，属于室内土工试验领域。

背景技术

直接剪切试验(简称直剪试验)采用的仪器为直剪仪，分为应变控制式和应力控制式两种，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。直剪仪由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计及位移量测系统组成。剪切盒则主要由上剪切盒、下剪切盒、传压板及储水盒构成。储水盒与下剪切盒、下剪切盒与上剪切盒之间均通过固定销连接。下剪切盒无底，置于储水盒上与其圆形凸台配合。下剪切盒内的侧壁底部开有排水洞，排水洞的顶部高于储水盒圆形凸台。

直剪试验步骤如下：1.将下剪切盒固定在储水盒上，对准上下剪切盒，插入固定销，在下剪切盒内放入透水板和滤纸；2.装入土样，在土样上放置滤纸和透水板；3.使上剪切盒前端刚好与测力计接触，调整测力计读数为零，顺次加上传压板、加压框架；4.通过垂直加压设备施加垂直压力，这时，土样中的部分水分透过透水板，通过排水洞排至储水盒中；5.拔去上下剪切盒之间的固定销，调零测力计，通过剪切传动装置对下剪切盒施加水平推力，使土样在上下剪切盒的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏，记录测力计读数和剪切位移量。

装入土样时，黏性土的操作是，直接用环刀从黏土样中切出圆形土饼，然后将环刀刃口向上对准上剪切盒口，在土样上放透水板，将土饼缓缓推入剪切盒内。由于原状砂类土取样时极易受到扰动，在取样时土样容易沿着环刀壁下滑，导致土样漏失，因此对砂类土进行直剪试验时并不能像黏性土一样用环刀直接取样并将土样推入剪切盒内。现有直剪试验对砂类土进行试验时，往往是根据剪切盒的高度及土样密度控制装入砂样质量，击实(或压实)到规定高度后进行剪切试验。这样，砂类土的原始性状已受到干扰，土样的受力状态受到影响，最终导致测定的砂土抗剪强度参数指标不准确，不能完整反映砂类土的原状性质。

发明内容

本发明的目的是提供一种原状砂类土直剪试验的剪切盒组。采用该剪切盒组进行砂类土土样制备及剪切试验，不破坏砂类土的原状性质，操作方便，匹配性好，试验结果准确。

本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种用于原状砂类土直剪试验的剪切盒组，从下至上包括储水盒、下剪切盒、下透水板、下滤纸、上剪切盒、上滤纸、上透水板、传压板，所述下剪切盒的侧壁底部开有排水洞，其结构特点是：

所述下剪切盒内设置有底板，所述底板位于下透水板下方；

所述下剪切盒的内壁紧贴组合式环刀的下部，上剪切盒的内壁紧贴组合式环刀的上部；所述组合式环刀的下部和上部刀壁厚度相同，通过嵌于刀壁内的固定销连接，且组合式环刀的下部和上部的连接处与下剪切盒和上剪切盒的交界处齐平；

所述上剪切盒内的上透水板的外径与组合式环刀的内径相等。

本发明的工作过程和原理是：

一、取样，可以按照现有的原状取砂器取样，仅仅将现有的原状取砂器中用的环刀换成组合式环刀，取好的土样位于组合式环刀中，组合式环刀置于一个盖板上；也可以用组合式环刀直接取样：将组合式环刀刃口侧垂直压入土体，直至砂土突出组合式环刀非刃口侧，刮除高于组合式环刀非刃口侧的土体，然后盖上盖板，随后，用托板从低于组合式环刀刃口处切入土样，托住组合式环刀及盖板，再一起反转平置，移除托板，刮除组合式环刀刃口侧土样，用毛刷洁净组合式环刀外侧土样，即完成原状砂类土取样。

二，装样：依次在土样表面放下滤纸及下透水板，将带底板的下剪切盒翻转后盖在土样上，使组合式环刀及土样进入下剪切盒内直至底板；将下剪切盒、组合式环刀及其中的土样、盖板一起反转平置，移除盖板，即完成剪切土样的制备；将下剪切盒固定在储水盒内，将上剪切盒套入组合式环刀上部，并与下剪切盒对准，插入上剪切盒和下剪切盒的固定销，再卸掉组合式环刀的固定销。

三、试验：在砂土土样上表面依次放置上滤纸、上透水板、传压板，通过垂直加压设备施加一定的垂直压力；最后拔去上下剪切盒之间的固定销，调零测力计，通过剪切传动装置对下剪切盒施加水平推力，带动下剪切盒内组合式环刀下部及其中的土样，使土样在上下剪切盒(组合式环刀的上部和下部)的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏，记录测力计读数和剪切位移量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在取样完毕后，组合式环刀直接置于带底板的下剪切盒中不必再取出，在剪切试验中可以实现带环刀剪切，有效的解决了所取原状砂土样如何进入剪切盒的问题，整个试验过程连续性好，试验装置的各组件匹配性好，试验测定的原状砂类土抗剪强度参数指标较为准确。