[实用新型]一种自动化钻孔剪切仪

说明书

本实用新型公开了一种自动化钻孔剪切仪，包括操作平台、钻孔剪切测量机构、法向应力加载机构和电机驱动模块，以及监控模块，钻孔剪切测量机构安装在操作平台上，钻孔剪切测量机构包括剪切探头、拉杆和升降操作机构，拉杆的顶端传动连接有剪切位移计，电机驱动模块包括电机箱、聚氯乙烯板、电机底板步进电机，升降操作机构包括传力基座、蜗杆机构、环形齿轮和空心螺杆，拉杆顶端设置有拉杆夹钳，拉杆夹钳上设置有扭力臂，传力基座的底部设置有支撑油缸，环形齿轮与传力基座之间设置有轴承和称重传感器。本实用新型结构简单，剪切速率稳定，提高了测试的原位土样的抗剪强度参数的准确性，为基坑和边坡的支护提供依据强。

技术领域

本实用新型属于岩土工程原位测试技术领域，尤其是涉及一种自动化钻孔剪切仪。

背景技术

土的抗剪强度参数包括土的黏聚力与内摩擦角，在工程建设中，这两个参数常用于基坑和边坡的支护(加固)设计，还可根据这两个参数可以计算地基土承载力，是进行岩土工程勘察需要获得的重要参数之一。黏聚力与内摩擦角的测定可采用室内试验和原位试验两种方法。现有的室内试验主要有直接剪切试验和三轴剪切试验，虽然具有可控的试验条件，但是由于取样制样过程比较复杂，而且土样脱离了所处的原始应力环境，所测参数难以反应实际问题。现有的原位试验主要有十字板剪切试验、大型直剪试验、标准贯入试验、静力触探试验等，虽然这些方法更接近土体的实际应力状态，但是这些试验也存在周期长、费用高、适用范围有限、试验强度大等缺点。

鉴于目前的室内试验和原位试验的不足之处，岩土工程界一直迫切寻找一种可靠，经济，快速测试土体抗剪强度参数的手段，即采用钻孔剪切试验测定原位岩土的抗剪强度参数，但是应用于钻孔剪切试验测定原位岩土的抗剪强度参数的钻孔剪切仪，操作比较复杂，无法摆脱人为因素影响试验结果，另外，无法测量剪切位移，而且剪切速率不稳定，这就很不利于开展试验研究。因此，现如今缺少一种结构简单，设计合理，操作便捷且试验准确便捷，省时、省力且减少人为因素影响的自动化钻孔剪切仪。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种自动化钻孔剪切仪，其结构简单，设计合理，操作便捷，剪切速率稳定，能获取原位土样的应力位移关系曲线图和原位土样的抗剪强度参数，减少人为因素影响，提高了测试的原位土样的抗剪强度参数的准确性，为基坑和边坡的支护提供依据，实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种自动化钻孔剪切仪，其特征在于：包括操作平台、钻孔剪切测量机构、法向应力加载机构和电机驱动模块，以及监控模块，所述钻孔剪切测量机构安装在操作平台上；

所述钻孔剪切测量机构包括伸入钻孔内的剪切探头、用于连接剪切探头的拉杆和与拉杆连接且拉动剪切探头上下移动的升降操作机构，所述拉杆的顶端传动连接有剪切位移计；

所述电机驱动模块包括设置在钻孔顶部外地面的电机箱、设置在电机箱底部内的聚氯乙烯板、设置在电机箱内位于聚氯乙烯板上的电机底板和安装在电机底板上的步进电机，所述步进电机通过链轮机构与所述升降操作机构传动连接；

所述升降操作机构包括传力基座、安装在传力基座上的蜗杆机构、与所述蜗杆机构传动连接的环形齿轮和设置在环形齿轮内且与环形齿轮内圈螺纹连接的空心螺杆，所述拉杆穿过空心螺杆的顶端设置有对拉杆进行夹持的拉杆夹钳，所述拉杆夹钳上设置有扭力臂，所述传力基座的底部设置有支撑油缸，所述环形齿轮与传力基座之间设置有轴承和称重传感器，所述拉杆依次穿过称重传感器、轴承、空心螺杆；

所述法向应力加载机构包括供气机构和安装在剪切探头内且与所述供气机构连接的气缸以及用于检测法向位移的法向位移计，所述气缸伸缩带动剪切探头伸缩，所述供气机构中设置有对供气压力进行显示的压力表；

所述监控模块包括控制箱、设置在控制箱内的电子线路板和设置在所述电子线路板上的控制器，所述控制箱内设置有驱动器，所述驱动器与步进电机连接，所述驱动器由控制器进行控制。