[实用新型]原位-室内两用大型推剪仪

说明书

本实用新型涉及一种原位‑室内两用大型推剪仪。包括安装板、上盒和下盒、水平推剪系统、法向加压系统以及压力传感机构；上盒与安装板水平滚动连接；下盒与安装板可拆卸式固定连接；上盒与下盒通过通孔相互连通；水平推剪系统与安装板连接，且位于上盒水平运动所在的方向上；法向加压系统与安装板连接，位于上盒的正上方；压力传感机构与上盒连接，且位于水平推剪系统的一侧；当水平推剪系统运动时，水平推剪系统的推进丝杆做水平推进运动，作用于压力传感机构上，从而推动上盒沿剪切方向水平移动。本实用新型提供的推剪仪，在满足大型推剪实验的同时，有效缩小了各个结构的尺寸与重量，从而可满足原位、异位两种场景的实验需求。

技术领域

本实用新型属于土木勘测类技术领域，更具体地，涉及一种原位-室内两用大型推剪仪。

背景技术

如今现有的原位或者异位测量技术均针对脆性土样，在非脆性土样方面推剪设备少之又少，而且现有的推剪机构主流上，小型仪器(仪器重量1吨以下)采用液压油缸推剪；大型仪器(仪器重量2吨以上)采用两组电动伺服丝杆传动到横桥上连续推剪，前者推剪运动形式不适合非脆性土体，后者的运动机构在同等重量下无法满足机械强度；且推剪盒部分都是由推剪机构推进上盒，在实验条件下，上盒的土体还需要加载至少400Kpa的法向压强，这意味着，对上盒的结构强度要求很高，现有的设备推剪盒一般采用一体式结构设计，这使得仅上盒的重量就会达到50KG以上；由于小型仪器不满足推剪的运动形式，导致了非脆性土体不能进行原位实验只能带回去室内进行异位实验，即使进行原位实验由于仪器强度原因，可拆分的单元件的重量超过了全地形下人力运输可以承受的重量；由于大型仪器本身安装繁琐且重量大，导致即使满足非脆性土体的推剪实验条件也不能进行原位实验。

中国专利CN209513466U，公开日为2019.10.18，公开了一种定向低摩擦的自平衡式大型室内直剪仪，但是该装置只能在室内使用，不便于进行异位测量。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的至少一个缺陷，提供一种原位-室内两用大型推剪仪，可适应于原位、异位的非脆性土样的剪切实验。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种原位-室内两用大型推剪仪，包括安装板、用于盛装土样的上盒和下盒、水平推剪系统、法向加压系统以及压力传感机构；所述的上盒无底盖，所述的下盒无顶盖，所述的安装板中部设有通孔；所述的上盒安装于安装板顶部，与安装板水平滚动连接；所述的下盒安装于安装板底部，与安装板可拆卸式固定连接；所述的上盒与下盒通过通孔相互连通；所述的水平推剪系统与安装板连接，且位于上盒水平运动所在的方向上；所述的法向加压系统与安装板连接，位于上盒的正上方；所述的压力传感机构与上盒连接，且位于水平推剪系统的一侧；当所述的水平推剪系统运动时，水平推剪系统的做水平推进运动，作用于压力传感机构上，从而推动上盒沿剪切方向水平移动。在进行异位剪切实验时，上盒和下盒需要同时使用，在上盒和下盒内均填满土样，通过法向加压系统对土样压紧，同时施加法向压力；水平推剪系统对上盒施加水平推剪力，其直接作用在压力传感机构上，推动上盒沿推剪力方向做水平运动，实现土样的推剪实验；由于水平推剪系统是直接作用到压力传感机构上，这样压力传感机构能够更加准确的测量出土样的剪切力。在进行原位剪切实验时，首先在需要测量的土体处挖出一个凸包，将安装板以及上盒罩在凸包上，然后通过法向加压系统对土样施加法向的压力，另外还需要压载大约16 吨的重物，以抵消油缸的反作用力；之后，再通过水平推剪系统进行水平推剪运动，其原理与异位实验时一样。

在其中一个实施例中，所述的水平推剪系统包括连接架、驱动机构、以及推进丝杆；所述的连接架与安装板可拆卸连接，所述的驱动机构安装于连接架上，所述的推进丝杆与驱动机构连接，驱动机构能够驱动推进丝杆水平方向前后运动。通过更换推剪力的动力源，实现了推剪运动的连续进行，使得实样系统设计更加符合非脆性土体的性质。