一种高应力剪切仪的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及岩土工程中接触面的剪切的技术领域。
【【背景技术】】
[0002]为了研究深部土体与结构接触面剪切关系，需要一台高应力下的单直剪仪，而国内外生产的传统单直剪仪的垂直荷载1KN不能满足高应力的剪切试验研究，加之重新设计加工一台高应力下的剪切仪需要高昂的成本，所以利用目前在河南理工大学运行良好的岩石力学试验系统RMT-150B，其垂直应力量程最大为1000kN、垂直位移最大为20mm、自动化程度高、操作简单、精度高和稳定性好等特点。利用该试验平台的伺服加载系统，结合重新设计加工的剪切盒及配套设备来能满足高应力的剪切试验研究。
【【实用新型内容】】
[0003]本实用新型的目的在于解决现有技术中的问题而提出一种高应力剪切仪，通过重新设计加工加载柱、透水石、减阻板、支撑板和垫板等装置，设备采用独特的拉剪方式，巧妙地使用作用力与反作用力平衡，省去笨重的反力座，剪切试验时垂直液压缸和水平液压缸均为伺服控制，透水石能使土样受力均匀，土样在高应力固结期间土中的水可以均匀的被透水石吸收，同时土样也不直接接触加载柱而产生腐蚀，土中的空气也可通过透水石排到外界，减阻板能固定约束土样，保证土样在垂直向能够加载；土样在垂直向荷载作用下固结压缩给减阻板很大的水平向压力，水平向压力加土样固结向下的趋势使减阻板有向下运动的趋势，通过减阻板能使压力均匀扩散。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提出了一种高应力剪切仪，包括底板、剪切盒、混凝土基底座、垂直液压缸和水平液压缸，所述剪切盒放置于底板上，剪切盒与底板之间设有滚轴底板，混凝土基底座放置于剪切盒上，混凝土基底座与剪切盒之间设有垫板，混凝土基底座上设有减阻板，垂直液压缸安装于减阻板上方，垂直液压缸下端连接有加载柱，垂直液压缸上安装有第一位移传感器，加载柱的末端安装有透水石，透水石位于减阻板上方，水平液压缸位于剪切盒一侧，水平液压缸上安装有第二位移传感器，水平液压缸的两侧通过拉杆与剪切盒相连接。
[0005]作为优选，所述减阻板为圆柱形结构，透水石横截面为圆形结构。
[0006]作为优选，所述垫板的一端设有向上凸起的第一限位板，垫板的另一端设有向下凸起的第二限位板，第一限位板与混凝土基底座配合安装，第二限位板与剪切盒配合安装。
[0007]作为优选，所述水平液压缸后侧安装有横梁，所述拉杆通过锁紧螺钉与横梁固定安装。
[0008]作为优选，所述水平液压缸的前端连接有安装块，所述安装块通过支撑板与减阻板相连接，第二位移传感器安装于安装块的一侧。
[0009]本实用新型的有益效果:本实用新型通过重新设计加工加载柱、透水石、减阻板、支撑板和垫板等装置，设备采用独特的拉剪方式，巧妙地使用作用力与反作用力平衡，省去笨重的反力座，剪切试验时垂直液压缸和水平液压缸均为伺服控制，透水石能使土样受力均匀，土样在高应力固结期间土中的水可以均匀的被透水石吸收，同时土样也不直接接触加载柱而产生腐蚀，土中的空气也可通过透水石排到外界，减阻板能固定约束土样，保证土样在垂直向能够加载；土样在垂直向荷载作用下固结压缩给减阻板很大的水平向压力，水平向压力加土样固结向下的趋势使减阻板有向下运动的趋势，通过减阻板能使压力均匀扩散。
[0010]本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【【附图说明】】
[0011]图1是本实用新型一种高应力剪切仪主视结构图；
[0012]图2是本实用新型一种高应力剪切仪俯视结构图；
[0013]图3是本实用新型剪切盒与混凝土基底座的主视结构图；
[0014]图4是本实用新型作为单剪仪的主视结构图。
【【具体实施方式】】
[0015]参阅图1、图2、图3，本实用新型一种高应力剪切仪，包括底板1、剪切盒2、混凝土基底座3、垂直液压缸4和水平液压缸5，所述剪切盒2放置于底板I上，剪切盒2与底板I之间设有滚轴底板11，混凝土基底座3放置于剪切盒2上，混凝土基底座3与剪切盒2之间设有垫板6，混凝土基底座3上设有减阻板31，垂直液压缸4安装于减阻板31上方，垂直液压缸4下端连接有加载柱41，垂直液压缸4上安装有第一位移传感器42，加载柱41的末端安装有透水石43，透水石43位于减阻板31上方，水平液压缸5位于剪切盒2 —侧，水平液压缸5上安装有第二位移传感器51，水平液压缸51的两侧通过拉杆52与剪切盒2相连接。
[0016]所述减阻板31为圆柱形结构，透水石43横截面为圆形结构，所述垫板6的一端设有向上凸起的第一限位板61，垫板6的另一端设有向下凸起的第二限位板62，第一限位板61与混凝土基底座3配合安装，第二限位板62与剪切盒2配合安装，所述水平液压缸5后侧安装有横梁53，所述拉杆52通过锁紧螺钉与横梁53固定安装，所述水平液压缸5的前端连接有安装块54，所述安装块54通过支撑板55与减阻板31相连接，第二位移传感器51安装于安装块55的一侧。
[0017]实施例一:
[0018]作为直剪仪时，本实用新型一种高应力剪切仪在工作过程中，通过重新设计加工加载柱41、透水石43、减阻板31、支撑板55和垫板6等装置，设备采用独特的拉剪方式，巧妙地使用作用力与反作用力平衡，省去笨重的反力座，剪切试验时垂直液压缸4和水平液压缸5均为伺服控制，土样放置于减阻板31内，透水石43能使土样受力均匀，土样在高应力固结期间土中的水可以均匀的被透水石43吸收，同时土样也不直接接触加载柱41而产生腐蚀，土中的空气也可通过透水石43排到外界，减阻板31能固定约束土样，保证土样在垂直向能够加载；土样在垂直向荷载作用下固结压缩给减阻板31很大的水平向压力，水平向压力加土样固结向下的趋势使减阻板31有向下运动的趋势，通过减阻板31能使压力均匀扩散。
[0019]实施例二:
[0020]参阅图4，作为单剪仪时，将减阻板31替换成若干剪切环7，同时去掉支撑板55，剪切环7同样为圆形结构，且剪切环7的厚度等于减阻板31的厚度，同样能够起到约束土样的目的，每个剪切环7的一侧对应安装有一个剪切环位移传感器71，在其他结构不变的情况下进行剪切试验。
[0021]上述实施例是对本实用新型的说明，不是对本实用新型的限定，任何对本实用新型简单变换后的方案均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种高应力剪切仪，其特征在于:包括底板(I)、剪切盒(2)、混凝土基底座(3)、垂直液压缸(4)和水平液压缸(5)，所述剪切盒(2)放置于底板(I)上，剪切盒(2)与底板(I)之间设有滚轴底板(11)，混凝土基底座(3)放置于剪切盒(2)上，混凝土基底座(3)与剪切盒(2)之间设有垫板￠)，混凝土基底座(3)上设有减阻板(31)，垂直液压缸(4)安装于减阻板(31)上方，垂直液压缸(4)下端连接有加载柱(41)，垂直液压缸(4)上安装有第一位移传感器(42)，加载柱(41)的末端安装有透水石(43)，透水石(43)位于减阻板(31)上方，水平液压缸(5)位于剪切盒(2) —侧，水平液压缸(5)上安装有第二位移传感器(51)，水平液压缸(51)的两侧通过拉杆(52)与剪切盒(2)相连接。2.如权利要求1所述的一种高应力剪切仪，其特征在于:所述减阻板(31)为圆柱形结构，透水石(43)横截面为圆形结构。3.如权利要求1所述的一种高应力剪切仪，其特征在于:所述垫板￠)的一端设有向上凸起的第一限位板(61)，垫板(6)的另一端设有向下凸起的第二限位板(62)，第一限位板(61)与混凝土基底座(3)配合安装，第二限位板￠2)与剪切盒(2)配合安装。4.如权利要求1所述的一种高应力剪切仪，其特征在于:所述水平液压缸(5)后侧安装有横梁(53)，所述拉杆(52)通过锁紧螺钉与横梁(53)固定安装。5.如权利要求1所述的一种高应力剪切仪，其特征在于:所述水平液压缸(5)的前端连接有安装块(54)，所述安装块(54)通过支撑板(55)与减阻板(31)相连接，第二位移传感器(51)安装于安装块(55)的一侧。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高应力剪切仪，能分别进行直剪和单剪试验，包括底板、剪切盒、混凝土基底座、垂直液压缸和水平液压缸、第一位移传感器和第二位移传感器，混凝土基底座上设有减阻板，垂直液压缸安装于减阻板上方，垂直液压缸下端连接有加载柱，垂直液压缸上安装有第一位移传感器，加载柱的末端安装有透水石，透水石位于减阻板上方，水平液压缸位于剪切盒一侧，水平液压缸上安装有第二位移传感器，水平液压缸的两侧通过拉杆与剪切盒相连接。本实用新型采用独特的拉剪方式，巧妙地使用作用力与反作用力平衡，省去笨重的反力座，剪切试验时垂直液压缸和水平液压缸均为伺服控制。
【IPC分类】G01N3/24
【公开号】CN204882265
【申请号】CN201520626812
【发明人】郭佳奇, 徐子龙, 任连伟, 刘希亮, 陈峰宾, 李宏飞, 檀俊坤
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月10日