[发明专利]一种碎石道砟直剪试验仪

说明书

本发明公开了一种碎石道砟直剪试验仪，属于检验、试验工具技术领域，其目的在于提供一种碎石道砟直剪试验仪，解决现有直剪仪在试验时因上下箱大小相同致使剪切面积不断改变而造成的直剪试验结果误差较大。该试验箱包括机架本体、设置于机架本体上的下箱、设置于下箱上的上箱，上箱与下箱可产生相对移动，下箱内腔的长度大于上箱内腔的长度。将下箱内腔的长度设置为大于上箱内腔的长度，从而在上箱、下箱相对移动的过程中，在较长的时间内上箱与下箱之间重叠的面积(即剪切面积)将与上箱的内腔面积相同，从而剪切面积并不会随水平位移的增加而不断改变，消除或减小了因剪切面积的改变造成的直剪试验误差，提高了直剪试验的精确度。

技术领域

本发明属于检验、试验工具技术领域，涉及碎石道砟的试验箱，尤其涉及一种铁路碎石道砟剪切试验用的试验箱。

背景技术

有砟轨道是我国铁路最主要的轨道结构形式。截止2017年底，中国铁路营业里程达12.7万公里，其中，有砟轨道线路占99％以上的普速铁路和重载铁路的营业里程为10.2万公里，我国中西部高速铁路也较广泛地采用了有砟轨道。有砟轨道中的碎石道床由级配碎石组成，其力学性能与服役状态直接影响铁路的安全运营以及日常的养护维修，铁路运营实践表明有砟轨道的养护维修工作中，75％以上是针对碎石道床展开的。因此，掌握铁路碎石道床的力学性能对有砟轨道结构设计与运营维护具有重要的工程实际意义。

钢轨与轨枕下方的碎石道床承担着将列车荷载分散传递到路基上的重要作用，在列车动荷载反复作用下，道砟颗粒受到挤压作用发生翻转、重排、磨损、破碎等现象，导致碎石道床的几何形状和力学性能发生变化，钢轨轨面出现不均匀沉降，严重影响到列车运行安全性和乘坐舒适性。碎石道床维持几何形状的能力与道砟颗粒材料的抗剪强度直接相关，为了获得不同材质、不同粒径级配碎石道砟在不同法向压力下的抗剪强度，需要开发适用于粗颗粒道砟材料直剪试验的试验仪，用以准确测试道砟材料的直剪力学性能。

申请号为201510050374.9的中国专利文献就公开一种移轴式碎石道砟直剪仪，包括反力加力架以及设置在反力加力架内侧的直剪仪主体，直剪仪主体包括与反力加力架竖直连接的垂直加载机构、设置在垂直加载机构下的第一剪切盒、以及设置在第一剪切盒下的第二剪切盒、与所述第一剪切盒水平连接的水平加载机构、支承直剪仪主体的底座机构以及用于采集压力数据和位移数据的数据采集机构。该直剪仪通过固定下箱、移动上箱实现对箱中碎石道砟的直剪。但由于上下箱大小相同，在施加水平力后，上下箱相互错动，导致剪切面积随水平位移增加而不断改变，无法保证直剪试验的结果正确。此外，该直剪仪无法改变上下箱间间隙大小，很难用于较小粒径颗粒材料的直剪试验，所以具有一定的局限性。在有砟道床设计及维护过程中，通常采用加装土工格栅的方法对有砟道床进行加固，从而增加有砟道床的整体性。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有直剪仪在试验时因上下箱大小相同致使剪切面积不断改变而造成的直剪试验结果误差较大，提供一种碎石道砟直剪试验仪。

本发明采用的技术方案如下：

一种碎石道砟直剪试验仪，包括机架本体、设置于机架本体上的下箱、设置于下箱上的上箱，上箱与下箱可产生相对移动，下箱内腔的长度大于上箱内腔的长度。

为了解决上箱与下箱相对移动时箱体移动稳定性的技术问题，本申请优选采用下箱进行移动。即：机架本体的上表面上设置有导轨，下箱通过导轨安装在机架本体上，且下箱可在导轨上沿导轨方向移动；下箱的一侧连接有拉动件，该拉动件与外部驱动装置连接，从而拉动下箱移动。

无论是上箱移动还是下箱移动，箱体与外部之间的摩擦力始终无法避免，而该摩擦力将影响最终的试验结果；为此，为了解决箱体与外部之间的摩擦力较大的技术问题，该导轨采用直线轴承，采用直线轴承之后，下箱与机架本体之间由原来的滑动变为滚动。