专利名称：一种与工业ct配套使用的直剪仪剪切盒的制作方法
技术领域：
本实用新型 涉及一种直剪仪，尤其是涉及一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒。
背景技术：
土体结构性的研究是近年来土力学研究的热门课题。采用应变控制式直剪仪进行测试时，所采用的剪切盒由固定的上剪切盒和活动的下剪切盒组成，试样放在剪切盒内的上下两块透水石之间。实际试验时，由竖直向加载装置通过透水石对试样施加某一垂直压力O，然后等速转动手轮对下剪切盒施加水平推力，使试样在上下剪切盒的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏，剪应力的大小可借助与上剪切盒接触的量力环的变形值进行计算确定。工业CT是利用X射线穿透物体断面进行旋转扫描，收集X射线经此层面不同物质衰减后的信息并进行放大和模数转换后，由计算机在工业CT的探测空间范围内与空间某点相关的各个方向射线进行空间解算，得出与该点X射线吸收系数y直接关联的数值CTP，从而形成一幅物体层面的U数字图像。物质的密度越大，CT数值越大。由于监测过程不破坏样品的整体性，整个试验过程可以多次对样品的不同层面重复监测、记录，进行图像分析和处理，也可以保存并与其它试验方法进行对比分析。因此，用工业CT进行岩土材料的结构分析具有相当的优势。但是，由于传统的金属方形直剪仪剪切盒为不透明的金属，不能很好地与工业CT配套使用。再加上由于直剪试验的破坏面(即剪切面)是人为确定的，剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱面剪切破坏，因而实验过程中试样中的应力和应变不均匀且十分复杂，试样内各点应力状态及应力路径不同，在剪切面附近的主应力大小是变化的且其主应力方向是旋转的，剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏先从试件边缘开始，因而在试件边缘发生应力集中现象，直接影响抗剪强度的试验结果。另外，进行直接剪切时，土样剪切面逐渐缩小，而实际计算抗剪强度时，却按土样的原截面积进行计算，因而更进一步影响试验结果。同时，试验过程中不能严格控制排水条件，不能测量孔隙水压力。
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，提供一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其结构简单、加工制作及拆装方便、使用操作简便且使用效果好，同时易于工业CT扫描，测试结果准确。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于包括下剪切盒和位于下剪切盒正上方的上剪切盒，所述上剪切盒位于由上至下对被测试件施加竖向压力的竖直向加载机构的正下方，对下剪切盒施加水平推力的水平向加载机构位于下剪切盒一侧，且上剪切盒与对作用于所述被测试件上的剪应力进行测试的量力环相接触；所述下剪切盒底部安装有上部开口的储水盒，且储水盒安装在一个能在支撑台上进行水平滑动的滑动板上；所述上剪切盒包括上下均开口的圆环形盒体一，所述下剪切盒包括上部开口的圆环形盒体二，且所述上剪切盒和下剪切盒均为呈水平向布设的圆环形有机玻璃盒；所述被测试件为圆柱形试件，所述圆环形盒体一和圆环形盒体二的内径均与所述被测试件的直径一致，且所述被测试件装于由上剪切盒和下剪切盒组成的圆环形剪切盒内；所述被测试件与所述竖直向加载机构之间安装有竖向力传递机构，所述竖向力传递机构位于圆环形盒体一的上部开口上且其位于所述被测试件的正上方；所述下剪切盒与所述水平向加载机构之间设置有水平力传递机构。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述竖向力传递机构为传压盖，所述传压盖包括呈水平向布设的圆形压盘和安装在圆形压盘中部上方的竖向压柱，所述圆形压盘的直径不大于圆环形盒体一的内径。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述上剪切盒与所述量力环之间设置有应变传递机构，所述应变传递机构水平向安装在圆环形盒体一的外侧，且所述应变传递机构包括安装在圆环形盒体一正前方的垫块一和水平向安装在垫块一正前方的L形杆，所述L形杆的前端部与所述量力环直接接触。·上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述圆环形盒体一和圆环形盒体二之间通过多个竖向连接销一进行紧固连接；所述圆环形盒体一上对应开有多个分别供多个所述竖向连接销一安装的销孔一，且所述圆环形盒体二上对应开有多个分别供多个所述竖向连接销一安装的销孔二；多个所述销孔一均为竖向通孔，且多个所述销孔二均为竖向盲孔。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述圆环形盒体二底部开有多道排水槽，且圆环形盒体二的中部开有与多道所述排水槽均相通的排水孔。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述储水盒为圆形盒体。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述水平力传递机构为水平向安装在储水盒正前方的垫块二。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述圆环形盒体二与储水盒之间通过多个连接螺栓二和多个竖向连接销二进行连接，所述圆环形盒体二上对应开有多个分别供多个所述连接螺栓二安装的螺纹孔一，所述圆环形盒体二底部对应开有多个分别供多个所述竖向连接销二安装的销孔三；所述储水盒上对应开有多个分别供多个所述连接螺栓二安装的螺纹孔二和多个分别供多个所述竖向连接销二安装的销孔四；多个所述螺纹孔一、多个所述螺纹孔二和多个所述销孔四均为竖向通孔，多个所述销孔三均为盲孔；多个所述连接螺栓二的顶部高度均低于圆环形盒体二的上表面高度。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述滑动板通过多个连接螺栓三安装在储水盒底部，所述储水盒底部对应设置有多个分别供多个所述连接螺栓三安装的螺纹孔三，且所述滑动板上对应设置有多个分别供多个所述连接螺栓安装的螺纹孔四；多个所述螺纹孔三均为盲孔，且多个所述螺纹孔四均为通孔。上述一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征是所述滑动板为矩形板且其底部安装有滚珠。本实用新型与现有技术相比具有以下优点[0017]I、结构简单、设计合理且加工制作及拆装方便。2、使用操作简便，只需将被测试件放置圆环形剪切盒且其上下放置透水石即可。3、剪切盒采用有机玻璃加工而成，无污染，对周围环境影响小，并且重量轻，易于工业CT扫描。5、剪切盒采用环状结构，相对常规金属方形直剪仪减小了应力集中现象，避免了扫描过程中的尾影现象。6、试验过程中排水控制简易，能对孔隙水压力同步进行测量。7、使用效果好且测试结果准确。综上所述，本实用新型结构简单、加工制作及拆装方便、使用操作方便且使用效果好，同时易于工业CT扫描，测试结果准确。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型竖向力传递机构的结构示意图。图3为图2的A-A剖视图。图4为本实用新型上剪切盒的结构示意图。图5为图4的A-A剖视图。图6为本实用新型下剪切盒上部的结构示意图。图7为本实用新型下剪切盒底部的结构示意图。图8为本实用新型储水盒上部的结构示意图。图9为图8的仰视图。图10为本实用新型储水盒底部的结构示意图。图11为本实用新型滑动板的结构示意图。附图标记说明I 一传压盖；1-1 一圆形压盘；1-2—竖向压柱；1-3—圆锥形凹槽； 2—上剪切盒；2-1—圆环形盒体一；2-2—垫块一；2-3—L 形杆；2-4—销孔一；3—下剪切盒；3-1—圆环形盒体二 ； 3-2—销孔二 ；3-3—螺纹孔一；3-4—销孔三；3-5—排水沟槽；3-6—排水孔；4一储水盒；4-1 一螺纹孔二 ；4-2—销孔四；4-3—垫块二 ；4-4一螺纹孔三；4-5—连接螺栓四； 5—滑动板；5-1—螺纹孔四。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型包括下剪切盒3和位于下剪切盒3正上方的上剪切盒2，所述上剪切盒2位于由上至下对被测试件施加竖向压力的竖直向加载机构的正下方，对下剪切盒3施加水平推力的水平向加载机构位于下剪切盒3 —侧，且上剪切盒2与对作用于所述被测试件上的剪应力进行测试的量力环相接触。所述下剪切盒3底部安装有上部开口的储水盒4，且储水盒4安装在一个能在支撑台上进行水平滑动的滑动板5上。结合图4、图5、图6及图7，所述上剪切盒2包括上下均开口的圆环形盒体一 2-1，所述下剪切盒3包括上部开口的圆环形盒体二 3-1，且所述上剪切盒2和下剪切盒3均为呈水平向布设的圆环形有机玻璃盒。所述被测试件为圆柱形试件，所述圆环形盒体一 2-1和圆环形盒体二 3-1的内径均与所述被测试件的直径一致，且所述被测试件装于由上剪切盒2和下剪切盒3组成的圆环形剪切盒内。所述被测试件与所述竖直向加载机构之间安装有竖向力传递机构，所述竖向力传递机构位于圆环形盒体一 2-1的上部开口上且其位于所述被测试件的正上方。所述下剪切盒3与所述水平向加载机构之间设置有水平力传递机构。本实施例中，所述圆环形盒体一 2-1和圆环形盒体3-1的外径相同。如图2、图3所示，所述竖向力传递机构为传压盖1，所述传压盖I包括呈水平向布设的圆形压盘1-1和安装在圆形压盘1-1中部上方的竖向压柱1-2，所述圆形压盘1-1的直径不大于圆环形盒体一 2-1的内径。本实施例中，所述竖向压柱1-2的顶端中部，设置有便于所述竖直向加载机构加载的圆锥形凹槽1-3。所述上剪切盒2与所述量力环之间设置有应变传递机构，所述应变传递机构水平向安装在圆环形盒体一 2-1的外侧，且所述应变传递机构包括安装在圆环形盒体一 2-1前方的垫块一 2-2和水平向安装在垫块一 2-2正前方的L形杆2-3，所述L形杆2_3的前端部与所述量力环直接接触。本实施例中，所述L形杆2-3的前端中部设置有与所述量力环结构相对应的凹槽。本实施例中，所述垫块一 2-2的后侧壁为与圆环形盒体一 2-1的外侧壁结构一致的圆弧形面，且其外侧壁为竖直平面。所述垫块一 2-2通过连接螺栓一，固定于圆环形盒体一 2-1的外侧壁上。实际安装时，所述圆环形盒体一 2-1和圆环形盒体二 3-1之间通过多个竖向连接销一进行紧固连接。所述圆环形盒体一 2-1上对应开有多个分别供多个所述竖向连接销一安装的销孔一 2-4，且所述圆环形盒体二 3-1上对应开有多个分别供多个所述竖向连接销一安装的销孔二 3-2 ;多个所述销孔一 2-4均为竖向通孔，且多个所述销孔二 3-2均为竖向盲孔。本实施例中，多个所述竖向连接销一的底部外侧壁上设置有外螺纹，且多个所述销孔二 3-2的底部内侧壁上对应设置有内螺纹。实际加工时，多个所述竖向连接销一沿圆周方向进行均匀布设，且多个所述销孔一 2-4和多个所述销孔二 3-2均沿圆周方向进行均匀布设。本实施例中，所述竖向连接销一的数量为两个，且所述销孔一 2-4和所述销孔二
3-2的数量均为两个。实际使用时，可根据具体需要，对所述竖向连接销一的数量进行相应调整。实际安装时，所述圆环形盒体二 3-1与储水盒4之间通过多个连接螺栓二和多个竖向连接销二进行连接，所述圆环形盒体二 3-1上对应开有多个分别供多个所述连接螺栓二安装的螺纹孔一 3-3，所述圆环形盒体二 3-1底部对应开有多个分别供多个所述竖向连接销二安装的销孔三3-4。所述储水盒4上对应开有多个分别供多个所述连接螺栓二安装的螺纹孔二 4-1和多个分别供多个所述竖向连接销二安装的销孔四4-2。多个所述螺纹孔一 3-3、多个所述螺纹孔二 4-1和多个所述销孔四4-2均为竖向通孔，多个所述销孔三3-4均为盲孔。多个所述连接螺栓二的顶部高度均低于圆环形盒体二 3-1的上表面高度。所述圆环形盒体二 3-1底部开有多道排水沟槽3-5，且圆环形盒体二 3-1的中部开有与多道所述排水槽3-5均相通的排水孔3-6。本实施例中，所述排水沟槽3-5的数量为4道，且4道所述排水沟槽3_5呈“十”字形布设。实际加工时，多个所述连接螺栓二和多个所述竖向连接销二均沿圆周方向进行均匀布设，且多个所述螺纹孔一 3-3、多个所述销孔三3-4、多个所述螺纹孔二 4-1和多个所述销孔四4-2均沿圆周方向进行均匀布设。本实施例中，所述连接螺栓二和所述竖向连接销二的数量均为两个，且所述螺纹孔一 3-3、所述销孔三3-4、所述螺纹孔二 4-1和所述销孔四4-2的数量均为两个。·[0062]实际使用时，可根据具体需要，对所述连接螺栓二和所述竖向连接销二的数量分别进行相应调整。本实施例中，结合图8、图9和图10，所述储水盒4为圆形盒体。所述水平力传递机构为水平向安装在储水盒4正前方的垫块二 4-3。实际安装时，所述垫块二 4-3通过连接螺栓四4-5安装在储水盒4的外侧壁上。所述垫块二 4-3的后侧壁为与储水盒4的外侧壁结构一致的圆弧形面，且其外侧壁为竖直平面。本实施例中，所述垫块二 4-3的前端中部设置有便于所述水平向加载机构加载的凹槽。结合图11，所述滑动板5通过多个连接螺栓三安装在储水盒4底部，所述储水盒4底部对应设置有多个分别供多个所述连接螺栓三安装的螺纹孔三4-4，且所述滑动板5上对应设置有多个分别供多个所述连接螺栓安装的螺纹孔四5-1 ;多个所述螺纹孔三4-4均为盲孔，且多个所述螺纹孔四5-1均为通孔。所述滑动板5为矩形板且其底部安装有滚珠。本实施例中，所述圆形压盘1-1的直径为30. 5mm,所述圆环形盒体一 2_1的内径为62mm且其外径为120mm ;圆环形盒体二 3-1的内径为62mm且其外径为120mm，水沟槽3-5的宽度为IOmm,所述储水盒4的直径为120mm。所述滑动板5的长度为IlOmm且其宽度为82mm0以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于包括下剪切盒(3)和位于下剪切盒(3)正上方的上剪切盒(2)，所述上剪切盒(2)位于由上至下对被测试件施加竖向压力的竖直向加载机构的正下方，对下剪切盒(3)施加水平推力的水平向加载机构位于下剪切盒(3) —侧，且上剪切盒(2)与对作用于所述被测试件上的剪应力进行测试的量力环相接触；所述下剪切盒(3)底部安装有上部开口的储水盒(4)，且储水盒(4)安装在一个能在支撑台上进行水平滑动的滑动板(5)上；所述上剪切盒(2)包括上下均开口的圆环形盒体一(2-1)，所述下剪切盒(3 )包括上部开口的圆环形盒体二( 3-1)，且所述上剪切盒(2 )和下剪切盒(3)均为呈水平向布设的圆环形有机玻璃盒；所述被测试件为圆柱形试件，所述圆环形盒体一(2-1)和圆环形盒体二(3-1)的内径均与所述被测试件的直径一致，且所述被测试件装于由上剪切盒(2)和下剪切盒(3)组成的圆环形剪切盒内；所述被测试件与所述竖直向加载机构之间安装有竖向力传递机构，所述竖向力传递机构位于圆环形盒体一(2-1)的上部开口上且其位于所述被测试件的正上方；所述下剪切盒(3)与所述水平向加载机构之间设置有水平力传递机构。
2.按照权利要求I所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述竖向力传递机构为传压盖(1)，所述传压盖(I)包括呈水平向布设的圆形压盘(1-1)和安装在圆形压盘(1-1)中部上方的竖向压柱(1-2)，所述圆形压盘(1-1)的直径不大于圆环形盒体一(2-1)的内径。
3.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述上剪切盒(2)与所述量力环之间设置有应变传递机构，所述应变传递机构水平向安装在圆环形盒体一(2-1)的外侧，且所述应变传递机构包括安装在圆环形盒体一(2-1)正前方的垫块一(2-2 )和水平向安装在垫块一(2-2 )正前方的L形杆(2-3 )，所述L形杆(2-3 )的前端部与所述量力环直接接触。
4.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述圆环形盒体一(2-1)和圆环形盒体二(3-1)之间通过多个竖向连接销一进行紧固连接；所述圆环形盒体一(2-1)上对应开有多个分别供多个所述竖向连接销一安装的销孔一(2-4)，且所述圆环形盒体二( 3-1)上对应开有多个分别供多个所述竖向连接销一安装的销孔二(3-2);多个所述销孔一(2-4)均为竖向通孔，且多个所述销孔二(3-2)均为竖向盲孔。
5.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述圆环形盒体二(3-1)底部开有多道排水槽(3-5)且圆环形盒体二(3-1)的中部开有与多道所述排水槽(3-5 )均相通的排水孔(3-6 )。
6.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述储水盒(4)为圆形盒体。
7.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述水平力传递机构为水平向安装在储水盒(4 )正前方的垫块二( 4-3 )。
8.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述圆环形盒体二(3-1)与储水盒(4)之间通过多个连接螺栓二和多个竖向连接销二进行连接，所述圆环形盒体二(3-1)上对应开有多个分别供多个所述连接螺栓二安装的螺纹孔一(3-3)，所述圆环形盒体二(3-1)底部对应开有多个分别供多个所述竖向连接销二安装的销孔三(3-4);所述储水盒(4)上对应开有多个分别供多个所述连接螺栓二安装的螺纹孔二(4-1)和多个分别供多个所述竖向连接销二安装的销孔四(4-2);多个所述螺纹孔一(3-3)、多个所述螺纹孔二(4-1)和多个所述销孔(4-2)均为竖向通孔，多个所述销孔三(3-4)均为 盲孔；多个所述连接螺栓二的顶部高度均低于圆环形盒体二(3-1)的上表面高度。
9.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述滑动板(5 )通过多个连接螺栓三安装在储水盒(4 )底部，所述储水盒(4 )底部对应设置有多个分别供多个所述连接螺栓三安装的螺纹孔三(4-4)，且所述滑动板(5)上对应设置有多个分别供多个所述连接螺栓安装的螺纹孔四(5-1);多个所述螺纹孔三(4-4)均为盲孔，且多个所述螺纹孔四(5-1)均为通孔。
10.按照权利要求I或2所述的一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，其特征在于所述滑动板(5)为矩形板且其底部安装有滚珠。
专利摘要本实用新型公开了一种与工业CT配套使用的直剪仪剪切盒，包括下剪切盒和上剪切盒，上剪切盒位于竖直向加载机构的正下方，对下剪切盒施加水平推力的水平向加载机构位于下剪切盒一侧，且上剪切盒与量力环相接触；下剪切盒底部安装有上部开口的储水盒，储水盒安装在一个能在支撑台上进行水平滑动的滑动板上；上剪切盒包括上下均开口的圆环形盒体一，下剪切盒包括上部开口的圆环形盒体二；被测试件为圆柱形试件；被测试件与竖直向加载机构之间安装有竖向力传递机构，下剪切盒与水平向加载机构之间设置有水平力传递机构。本实用新型结构简单、加工制作及拆装方便、使用操作简便且使用效果好，同时易于工业CT扫描，测试结果准确。
文档编号G01N3/02GK202793908SQ20122050078
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者李晓军 申请人:西安科技大学