一种四周套箍式剪切盒三向受压直剪仪的制作方法

本实用新型涉及土木工程领域，具体涉及一种四周套箍式剪切盒三向受压直剪仪。

背景技术：

直剪仪是土工试验中最常规的一种试验设备，主要用于测定岩土体在静载荷条件下的抗剪强度参数。岩土体的失稳绝大多数是由剪切破坏引起的，岩土工程的失稳破坏都伴随着剪切位移的发展，因此通过施加剪切力或控制剪切位移对岩土体进行试验，准确测定岩土体的抗剪强度参数在岩土工程建设中具有重要意义，直剪试验则是一种重要的试验手段。

直剪试验是以Coulomb理论为理论基础发展而来的，是最早且最直接测定岩土体抗剪强度的试验方法。试验可分为应力控制式和应变控制式两种，应力控制式直剪试验是将土样装入剪切盒中，通过加压板对土样施加垂直压力的同时，对试样施加恒定的水平剪切，测定相应剪切位移，用于蠕变试验，测定土样的长期强度。应变控制式直剪试验则是在对土样施加垂直压力的同时，按恒定速率剪切，测定其相应的水平剪应力，进而测定土样常规剪切强度。

目前国内外常见直剪仪的剪切盒形状和大小均为固定的，剪切过程中仅对土样施加不同大小的垂直压力，然后施加水平剪切力进行剪切，进而求得土样的内摩擦角ф和凝聚力c，由于未考虑土在地下的三维受力状态，所以就不能真实反映出土样的力学指标。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种四周套箍式剪切盒三向受压直剪仪，能够在剪切试验中真实反映并有效测量土样在三维应力状态下的力学参数。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括用于容纳待测土样的剪切盒，所述的剪切盒由剪切上盒与剪切下盒组成，剪切上盒与剪切下盒中均设有套箍式环形加压圈，所述的套箍式环形加压圈由旋钮刻度板连接起来的两部分半圆形卡环组合而成，且所述的剪切盒顶部设置有垂直加压装置；所述的剪切上盒与固定在试验台上的水平位移测力计连接，剪切下盒连接能够使剪切上盒与剪切下盒相对运动的驱动机构。

所述的剪切盒底部设有透水板，透水板下方设置储水盒。

所述的剪切下盒连接滚珠小车，驱动机构包括相配套的驱动器以及剪切传动机构，驱动器经过剪切传动机构连接滚珠小车。

所述的垂直加压装置包括垂直加压框架，垂直加压框架经过传压板向土样施压，垂直加压框架连接垂直压力计。

所述套箍式环形加压圈的两部分半圆形卡环在对接处设有台阶状缺口，内侧缺口处设置固定垫片。所述套箍式环形加压圈的两部分半圆形卡环均采用金属环。

与现有技术相比，本实用新型使剪切上盒与剪切下盒发生相对运动，通过改变旋钮刻度板上的旋钮位置来调整套箍式环形加压圈的直径，进而调整土样所受环向压力的大小，再结合垂直加压，能够使土样处于三维受力状态，本实用新型测得的数据更真实地反映了土样的力学参数。本实用新型的各部件均采用机械连接，结构简单，加工成本低，使用便捷，易于进行零部件的维护与更换，为节约使用成本提供了便利，能够在生产和教学中推广应用。

进一步的，本实用新型剪切盒底部设有透水板，透水板下方设置储水盒，便于土样受压后排出内部水分，避免对测试结果造成影响。

附图说明

图1本实用新型的整体结构示意图；

图2本实用新型剪切盒的截面示意图；

附图中：1-剪切传动机构；2-驱动器；3-剪切下盒；4-剪切下盒；5-垂直加压框架；6-垂直压力计；7-传压板；8-透水板；9-剪切上盒；10-储水盒；11-水平位移测力计；12-滚珠小车；13-土样；14-旋钮刻度板；15-固定垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图1，2，本实用新型在结构上包括用于容纳待测土样13的剪切盒，剪切盒由剪切上盒9与剪切下盒3组成，剪切上盒9与剪切下盒3中均设有套箍式环形加压圈，套箍式环形加压圈由旋钮刻度板14连接起来的两部分半圆形卡环组合而成，两部分半圆形卡环均采用金属环，半圆形卡环在对接处设有台阶状缺口，内侧缺口处设置固定垫片15。剪切盒顶部设置有垂直加压装置，垂直加压装置包括垂直加压框架5，垂直加压框架5经过传压板7向土样13施压，垂直加压框架5连接垂直压力计6。剪切盒底部设有透水板8，透水板8下方设置储水盒10。剪切上盒9与固定在试验台上的水平位移测力计11连接，剪切下盒4连接能够使剪切上盒9与剪切下盒4相对运动的驱动机构。剪切下盒3连接滚珠小车12，驱动机构包括相配套的驱动器2以及剪切传动机构1，驱动器2经过剪切传动机构1连接滚珠小车12。

本实用新型在使用过程中，首先将制好的土样13装入柱型的剪切下盒4与剪切上盒9中，土样13放置完成后首先利用垂直加压框架5及垂直压力计6对土样13施加工程所需的垂直荷载，待稳定后，再通过旋钮刻度板14改变箍式环形加压圈的直径，进而调整环向压力大小，达到施加工程所需的环向载荷。接着进行土样的剪切试验，直到土样完全剪切破坏后结束试验，剪切结束后，退出剪切、垂直载荷和环向载荷，复原。

本实用新型剪切盒的机构原理简单，结构灵活，试验过程中能够根据不同围压的需求，通过调节旋钮刻度板14上的旋钮来施加环向压力，容易满足各种工程需求。