[发明专利]一种纯剪切加载的砂土环剪实验装置

说明书

本发明公开了一种纯剪切加载的砂土环剪实验装置，包括嵌套式剪切盒，嵌套式剪切盒具有底端闭口且上端开口的用于装入土试样的环形试样腔，且环形试样腔的位于内周一侧的腔壁与嵌套式剪切盒的主体同轴转动配合，压实模具，压实模具有与环形试样腔插接配合的环形部。通过采用嵌套式剪切盒，嵌套式剪切盒具有内周一侧腔壁可转动的环形试样腔，通过驱动环形试样腔的内周一侧的腔壁转动来对环形试样腔中被压实模具压实的土试样进行剪切，即通过纯剪切加载直接获得土试样的剪切强度，从而提高测定效率和测定精度。

技术领域

本发明涉及土样抗剪强度测定技术领域，具体涉及一种纯剪切加载的砂土环剪实验装置。

背景技术

环剪仪用于测试重塑环状土样的残余剪切强度。大型高速环剪仪主要用于岩土力学参数测定，研究地质灾害滑坡、泥石流等形成和运动机制及其防治。研究土在大剪切位移条件下力学特性，对于边坡稳定性分析、地质灾害发生的力学机理研究及其边坡渐进式破坏过程研究等具有重要的学术意义。

常规的土环剪仪，通过上下剪切盒产生的扭矩，对土试样的上下两个面施加剪切。扭矩产生的剪切应力，在土试样的水平截面上并不是均匀分布的，而是在边缘处最大、圆心处为零。因此，必须经过理论推算才能得到土的剪切强度，且推算所得的剪切强度与实际数值存在有一定偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯剪切加载的砂土环剪实验装置，以解决现有技术中，由于基于上、下剪切盒结构的土环剪仪因剪切盒中的土试样剪切应力不均而导致的无法直接得出土试样的剪切强度技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种纯剪切加载的砂土环剪实验装置，包括：

嵌套式剪切盒，所述嵌套式剪切盒具有底端闭口且上端开口的用于装入土试样的环形试样腔，且所述环形试样腔的位于内周一侧的腔壁与所述嵌套式剪切盒的主体同轴转动配合；

压实模具，所述压实模具有与所述环形试样腔插接配合的环形部。

作为本发明的一种优选方案，所述嵌套式剪切盒包括外盒壁和内盒壁，所述外盒壁同轴套设在所述内盒壁外，所述外盒壁与内盒壁间隔设置，所述外盒壁形成所述环形试样腔的位于内周一侧的腔壁，且所述内盒壁与所述外盒壁的底端之间通过旋转密封件旋转密封连接。

作为本发明的一种优选方案，所述嵌套式剪切盒还包括外环形底托和内环形底托，所述旋转密封件为O型胶圈，所述外环形底托的外壁安装在所述外盒壁的底端，所述内环形底托的内壁安装在所述内盒壁的底端，所述外环形底托转动套设在所述内环形底托外，且所述外环形底托的内壁与所述内环形底托的外壁相贴合，所述内环形底托的外壁上开设有环形槽，所述O型胶圈过盈安装在所述环形槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述外环形底托与所述内环形底托的顶部位于同一平面内，所述内环形底托的上端的外径不大于底端的外径。

作为本发明的一种优选方案，所述外盒壁底端设置有法兰，所述法兰上安装有用于固定所述外盒壁的螺栓。

作为本发明的一种优选方案，所述内盒壁为实心的圆柱状，所述内环形底托一体成型于所述内盒壁的侧壁上，所述内盒壁的底端突出于所述外环形底托，以使所述内盒壁的底部形成轴部。

作为本发明的一种优选方案，所述压实模具呈圆柱筒状，所述压实模具的上端开口且底端开设有圆孔，且所述压实模具上端的侧壁上安装有向外侧延伸的手柄，所述圆孔的孔径与所述内盒壁的直径相适应，所述环形部形成于所述圆孔与所述压实模具的侧壁之间。

作为本发明的一种优选方案，还包括伺服电机、伺服驱动器、扭矩传感器、编程控制器和显示终端，所述伺服电机的转轴通过所述扭矩传感器与所述内盒壁的底端连接，所述伺服驱动器与所述伺服电机连接，所述编程控制器与所述显示终端连接，所述伺服驱动器和所述扭矩传感器均通过数据传输线与所述编程控制器连接；