[实用新型]一种可施加围压的竖向剪切面环剪试验仪

权利要求书

1.一种可施加围压的竖向剪切面环剪试验仪，其特征在于，包括框架、剪切盒、液压伺服加载系统、监测传感系统、剪切动力系统和控制装置，所述框架支撑剪切盒、液压伺服加载系统、监测传感系统和剪切动力系统，所述剪切盒包括内剪切盒和外剪切盒，所述内剪切盒安装在外剪切盒内，且内剪切盒与外剪切盒滑动安装在一起，所述内剪切盒静止不动，所述外剪切盒能环向转动，所述剪切动力系统连接外剪切盒，并驱动外剪切盒的环向转动，所述液压伺服加载系统包括法向加压装置和环形传力板，所述法向加压装置沿竖直方向插在内剪切盒的中间，提供法向应力，所述环形传力板安装在剪切盒的上方，传递竖向围压，所述监测传感系统实时感应土样的剪切数据，并传输给控制装置，所述控制装置据此对法向加压装置的法向应力及环形传力板的竖向围压进行定量控制。

2.根据权利要求1所述的可施加围压的竖向剪切面环剪试验仪，其特征在于，所述框架包括左立柱、右立柱、上反力梁和底座，所述左立柱和右立柱固定在底座上，所述剪切盒在左立柱和右立柱之间，所述上反力梁固定在左立柱和右立柱之间，且上反力梁在剪切盒的上方，所述底座通过螺栓与地面固定，所述底座的中间凸起一圆柱形承台，圆柱形承台与内剪切盒通过螺栓连接固定，所述剪切动力系统安装在底座上，所述左立柱与右立柱为监测传感系统的安装提供支撑，所述上反力梁为液压伺服加载系统的安装提供稳定支撑与安装空间。

3.根据权利要求2所述的可施加围压的竖向剪切面环剪试验仪，其特征在于，所述剪切动力系统包括剪切空心大齿轮、主动小齿轮、无级变速电机、变频器、大齿轮末端支撑轴承和大齿轮中部连接轴承，所述变频器固定在底座上，所述变频器连接无级变速电机，所述无级变速电机的主动转轴上连接主动小齿轮，所述主动小齿轮与剪切空心大齿轮啮合，并驱动剪切空心大齿轮转动，所述外剪切盒固定在剪切空心大齿轮上，所述剪切空心大齿轮的转动带动外剪切盒的转动，所述剪切空心大齿轮环套于底座上凸起的圆柱形承台的四周，所述剪切空心大齿轮与圆柱形承台之间设置有大齿轮中部连接轴承，所述剪切空心大齿轮的下部通过大齿轮末端支撑轴承与框架中的底座相连，保证剪切空心大齿轮的稳定自由转动，所述变频器能够对无级变速电机的输出转速进行稳定调节，进而实现不同剪切速率下的剪切过程。

4.根据权利要求3所述的可施加围压的竖向剪切面环剪试验仪，其特征在于，所述外剪切盒包括外底板、外罩和外顶盖，所述外底板通过螺栓固定在剪切空心大齿轮上，所述外罩的下端与外底板固定在一起，所述外罩的内壁设有呈环向均匀布置的竖向导轨，所述外底板上设有呈环向均匀布置的剪切板，所述剪切板和竖向导轨的位置错开，所述外顶盖的外壁开有与竖向导轨相适配的竖向导槽，所述外顶盖的底部开有与剪切板相适配的剪切板槽，将外顶盖插入外罩中，所述竖向导轨的上端卡在竖向导槽内，所述剪切板的上端卡在剪切板槽中，所述剪切动力系统驱动外底板的转动，所述外底板的转动带动外罩转动，所述外罩通过竖向导轨和剪切板带动竖向导槽和剪切板槽转动，进而带动外顶盖转动，共同形成外部环向转动室。

5.根据权利要求4所述的可施加围压的竖向剪切面环剪试验仪，其特征在于，所述内剪切盒包括内底板和内顶盖，所述内底板上设有呈环向均匀布置的土样固定刀片，所述内顶盖的内壁设有内导条，所述内底板固定在圆柱形承台上，所述内顶盖与环形传力板相连，共同形成内部静止室。

6.根据权利要求5所述的可施加围压的竖向剪切面环剪试验仪，其特征在于，所述内顶盖的上部设置有水平气泡仪，所述内底板上开有四处沿环向分布的排水口，沿排水口向下开有排水槽，且所述排水槽延伸到内底板下方的底座内，所述排水槽内铺设排水管，所述排水口处设有一层过滤网，所述排水口上设有一密封盖，所述密封盖能进行转动，进而实现排水口的打开和密封，用于实现排水剪切过程和不排水剪切过程。