[实用新型]全过程直剪仪

说明书

本实用新型涉及土体抗剪性质测定，具体是全过程直剪仪，包括：剪切盒组件，用于盛装试样，包括上盒和下盒；推动牵引组件，用于推动或牵引剪切盒组件，使剪切盒组件分离；加压组件，用于给剪切盒组件内的试样提供竖向压力；剪切盒组件中下盒的试样填装腔的上顶面积＞剪切盒组件中上盒的试样填装腔的下底面积，使上盒的试样填装腔的试样下底与下盒的试样填装腔的试样上顶接触面积在剪切试验过程中始终保持不变。在装腔内填满试样，上盒在下盒上移动的时候，在剪切过程中试样剪切面积始终保持不变，等于剪切盒净底面积，使得试验结果更加准确，并得到包括试样残余强度阶段在内的全过程剪应力‑剪切位移关系曲线。

技术领域

本实用新型涉及土体抗剪性质测定，具体是全过程直剪仪。

背景技术

直剪仪是指室内测定土体抗剪强度的仪器。测定时将土样置于直剪仪上下金属盒(剪切盒)之间，通过传压板和滚珠对土样施以一定的垂直压力，然后对下盒施加水平推力，使试样沿上下盒水平接触面发生剪切位移直至破坏。

直剪试验最早在一百多年前被Alexandre Collin用于边坡稳定性研究所使用。早期的直剪试验仪均为应力控制式，第一台现代的直剪仪是在1932年Casagrande在哈佛大学设计的， Gilboy于1936年在麻省理工学院将位移控制引入到直剪仪中，从而可以得到土体材料较为准确的应力-位移关系。

目前常规的室内直剪仪一般都是应变控制式，试验时用环刀切出厚为20mm的圆形土饼，将土饼推入剪切盒内，分别在不同的垂直压力P下，施加水平剪切力进行剪切，使试样在上下剪切盒之间的水平面上发生剪切至破坏，求得破坏时的剪切应力τ，根据库伦定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角φ和粘聚力c。直剪试验所测试的岩土体的抗剪强度，在工程应用中具有重要的参考价值。

实用新型内容

本实用新型目的是为了提供一种较好的全过程直剪仪和土体抗剪强度测定方法。

作为本实用新型的一个方面，本实用新型提供了全过程直剪仪，包括：

剪切盒组件，用于盛装试样，包括上盒和下盒；

推动牵引组件，用于推动或牵引剪切盒组件，使剪切盒组件分离；

加压组件，用于给剪切盒组件内的试样提供竖向压力；

上述剪切盒组件中下盒的试样填装腔的上顶面积＞剪切盒组件中上盒的试样填装腔的下底面积，使上盒的试样填装腔的试样下底与下盒的试样填装腔的试样上顶接触面积在剪切试验过程中始终保持不变。

申请人发现现在使用的直剪仪在使用过程中，土样剪切面是会逐渐缩小的，而计算抗剪强度时却按土样的原截面积进行计算，这样是无法得到较为准确的剪切实验结果的，通过本采用实用新型的直剪仪，在前述的下盒的试样填装腔内填满试样，上盒在下盒上移动的时候，故在剪切过程中试样剪切面积始终保持不变，等于剪切盒净底面积，使得试验结果更加准确。

进一步地是，上述下盒的试样填装腔为长条形凹槽，使上盒(4)沿下盒(12)的长度方向能产生充分位移，上述上盒的试样填装腔的下底宽度≤上述长条形凹槽的宽度。

采用传统的直剪仪，剪切试验只能做到峰值强度时刻，即试样剪切破坏的最大剪力时刻，也就只能确定试样的峰值强度指标。由于岩土体除了峰值强度之外，还存在残余强度，但传统直剪仪测试不出此相关指标，只能得到在峰值强度之前的剪应力-剪切位移曲线，得不到残余强度阶段的剪应力-剪切位移曲线，因而无法获得试验的全过程剪应力-剪切位移曲线。采用本实用新型的直剪仪，由于下盒的试样填装腔采用长条形凹槽，可以设置足够的长度，因而可以模拟试样的整个剪切过程，包括峰值强度和残余强度阶段，得到试样剪切过程中起始阶段、峰值时刻、残余阶段的剪切试验数据，在确定峰值强度与残余强度参数的同时，还可确定试样全过程剪应力-剪切位移关系曲线。

进一步地是，上述推动牵引组件包括：