专利名称：一种全自动数字大型冻土直剪仪的制作方法
技术领域：
本发明属于土木工程设备领域，特别涉及一种全自动数字大型冻土直剪仪。
背景技术：
青藏铁路穿越许多越岭地段，因此也存在不少斜坡地段的路基，正确评估该类路基的稳定性是保证青藏铁路安全运营的前提，而提供评估计算的地质参数是提出合理正确结果的必要前提。调查分析了青藏高原失稳的天然边坡，其失稳的位置主要集中在冻融交界面上。目前，国内外进行直接剪切试验所采用的直剪仪一般都是由上、下剪切盒、垂直力加载系统、水平力加载系统、测定垂直向和水平向位移装置、以及提供反力的装置等部分组成。而常规的剪切盒无法考虑温度因素，也无法测定交界面上的抗剪强度。同时，常规剪切由于剪切盒的尺寸限制要求试样中的土体颗粒尺寸必须小于粗砂级别。因此，需要发明一台直剪仪，它能保证剪切面与冻融交界面重合、具有温控的装置并具备测试粗颗粒试样等要求，用于测试冻土冻融交界面上抗剪强度。
发明内容
本发明的目的为背景技术中所述的传统直剪仪无法使土样的冻融交界面和上下盒之间的剪切面重合，无法测定粒径大于粗砂级别以上的重塑土样，从而成功测得冻土土样抗剪强度的关键问题，提供一种全自动数字大型冻土直剪仪。全自动数字大型冻土直剪仪主要由剪切盒、上剪切盒制冷系统、下剪切盒制冷系统、垂直伺服加载和监测系统、水平伺服加载和监测系统以及测控系统组成，其特征在于， 所述剪切盒分为上剪切盒18和下剪切盒20，下剪切盒20通过剪切盒垫块21置于剪切仪平台柜9的平台面10上，下剪切盒挡板19位于下剪切盒20左侧垂直固接在平台面10上，下剪切盒挡板19的高度等于或低于下剪切盒20的上沿，下剪切盒挡板19阻止下剪切盒20 向左移动，上剪切盒18置于下剪切盒20上，上剪切盒18和下剪切盒20上下对齐，被测试的冻土试样置于上剪切盒18和下剪切盒20内，试样施压面板覆盖在冻土试样上，下承压板 17压在试样施压面板上，上承压板15在下承压板17之上，上承压板15和下承压板17之间用垂直承压滚子16连接；下剪切盒20的四块内壁之间的横截面为正方形，下剪切盒20为上端开口下端由平底面密封的长方体盒，上剪切盒18的四块内壁之间的横截面也为正方形，上剪切盒18为上端和下端均开口长方体框，上剪切盒18和下剪切盒20的横截面面积相同，推力盘5固接在上剪切盒18的右侧外壁中心，上剪切盒18和下剪切盒20的外壁分别由上制冷套和下制冷套包覆，上制冷套和下制冷套分别通过制冷管道与上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统连接，上剪切盒18和下剪切盒20内的冻土试样中，均布置4只数显温度传感器；垂直伺服加载和监测系统包括支撑板11、立柱7、垂直推力部件8、支撑板11、垂直减速机12、垂直伺服电机13、垂直推力顶头14以及垂直压力传感器和垂直位移传感器，支撑板11由4条立柱7支撑在平台面10上，垂直推力部件8竖直向下架在支撑板11上，垂直推力部件8底端连接垂直推力顶头14，垂直压力传感器和垂直位移传感器置于垂直推力顶头14内，垂直推力顶头14顶住上承压板15的中心给冻土试样施加垂直压力，垂直减速机12的输出轴与垂直推力部件8上端的输入轴连接，垂直伺服电机13的轴与垂直减速机 12的输入轴连接；水平伺服加载和监测系统包括水平减速机1、水平推力部件2、水平推力部件支座 3、水平伺服电机4、水平推力顶头6以及水平压力传感器和水平位移传感器，水平推力部件支座3位于上剪切盒18和下剪切盒20的右侧并竖直固接在平台面10上，水平推力部件2 指向上剪切盒18水平置于固定的水平推力部件支座3上，水平压力传感器和水平位移传感器置于水平推力部件2内，水平推力顶头6固接在水平推力部件2的左端，水平推力顶头6 对准上剪切盒18右侧壁上的推力盘5，水平推力部件2的水平推力顶头6顶住上剪切盒18 右侧壁上的推力盘5给上剪切盒18施加水平推力，水平减速机1的输出轴与水平推力部件 2右端的输入轴连接，水平伺服电机4的轴与水平减速机1的输入轴连接；垂直伺服加载和监测系统中的垂直压力传感器、垂直位移传感器和垂直伺服电机 13，水平伺服加载和监测系统中的水平压力传感器、水平位移传感器和水平伺服电机4，剪切盒内冻土试样中的数显温度传感器以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统均与测控系统电气连接。所述上剪切盒18和下剪切盒20的内部正方形横截面的边长范围均为200mm 500mm，剪切盒18和下剪切盒20的高度范围均为60mm 150mm ；上剪切盒18和下剪切盒 20的材料为不锈钢板。所述试样施压面板为正方形不锈钢平板，其边长小于上剪切盒18四块内壁之间的正方形横截面的边长1 2mm。所述垂直承压滚子16由滚子161、滚子固定架162、滚子固定架扣板163组成，5 8个滚子161分别置于滚子固定架162的各个对应的滚子槽内，并通过滚子161的转轴与滚子固定架162构成转动连接，滚子固定架扣板163通过滚子固定架扣板163的四边置于滚子固定架162的四边上并用定位销164连接覆盖在滚子161的上方，在做剪切试验时，垂直承压滚子16的滚子161置于下承压板17上，垂直承压滚子16通过滚子161与下承压板 17滚动连接，上承压板15置于滚子固定架扣板163上，垂直承压滚子16的作用为，传递垂直推力部件8对剪切盒中试样的压力，消除垂直加压对上剪切盒18水平剪切位移的影响。所述上剪切盒18和下剪切盒20内的冻土试样内数显温度传感器离剪切面，即剪切盒20和下剪切盒20的接触面均为30 50mm，并以上剪切盒18和下剪切盒20的垂直中心面对称分布，相邻数显温度传感器的间距为50 IOOmm ；所述上剪切盒18的温度控制范围-10°C 20°C，下剪切盒20的温度控制范围-10°c 20°C，分别由包覆在上剪切盒和下剪切盒的外壁的上制冷套和下制冷套以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统独立控温。所述水平伺服加载和监测系统加载和试验参数为，水平方向最大加载水平推力的范围为50 400KN，自动控制加载速度为0. 002 20mm/min，最大剪切位移的范围为 75mm 170mm。所述垂直伺服加载和监测系统加载和试验参数为，垂直方向最大加载垂直压力的范围为50 ^OKN,自动控制加载速度为0. 002 20mm/min，装样过程中最大垂直位移为 300mm，试验过程中最大垂直位移为50mm。所述测控系统为全自动数字控制，采用16通道数据采集仪有压力、位移、加载速率三种自动控制模式，数据输出有应力-时间、位移-时间和应力-位移。本发明有如下特点1.上剪切盒和下剪切盒的温度单独控制，通过置于冻土试样内的数显温度传感器测定上剪切盒和下剪切盒内部的冻土试样土温，并利用分别包覆在上剪切盒和下剪切盒的外壁的上制冷套和下制冷套以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统调节试样土温， 使得上剪切盒和下剪切盒之间的剪切面正好处于冻土试样的冻融交界面。2.上剪切盒和下剪切盒的材质为不锈钢，防止水环境下锈蚀，下剪切盒不漏水，采用静力和分层压实的方法制备试样，可制得不同初始含水量、干密度的重塑土样。3.垂直和水平方向的伺服加载和监测系统都具有数显压力传感器和数显垂直位移传感器，能数显自动控制加载速度。4.测控系统为全自动数字控制，16通道数据采集为压力、位移、加载速率三种自动控制模式，输出应力-时间、位移-时间和应力-位移数据。本发明的有益效果为，本发明解决了现有技术测试冻融交界面上抗剪强度时遇到的剪切面与冻融交界面无法重合一致、无法制备和进行大尺寸重塑土样剪切试验等问题， 保证剪切面与冻融交界面重合，用于测试冻土冻融交界面上抗剪强度，为寒冷或高寒地区土建和交通工程提供合理的设计参数。
图1全自动数字大型冻土直剪仪主视图；图2全自动数字大型冻土直剪仪俯视图；图3A为垂直承压滚子结构示意图；图;3B为图3A中I-I剖面示意图。图中，1-水平减速机，2—水平推力部件，3—水平推力部件支座，4一水平伺服电机，5—推力盘，6—水平推力顶头，7—立柱，8—垂直推力部件，9一剪切仪平台柜，10-平台面，11-支撑板，12-垂直减速机，13-垂直伺服电机，14-垂直推力顶头，15-上承压板，16-垂直承压滚子，161-滚子，162-滚子固定架，163-滚子固定架扣板，164-定位销，17-下承压板，18-上剪切盒，19-下剪切盒挡板，20-下剪切盒，21-剪切盒垫块。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。一种全自动数字大型冻土直剪仪的实施例如图1和图2所示。全自动数字大型冻土直剪仪主要由剪切盒、上剪切盒制冷系统、下剪切盒制冷系统、垂直伺服加载和监测系统、水平伺服加载和监测系统以及测控系统组成。剪切盒分为上剪切盒18和下剪切盒20， 下剪切盒20通过剪切盒垫块21置于平台面10上，下剪切盒挡板19位于下剪切盒20左侧垂直固接在平台面10上，下剪切盒挡板19的高度等于或低于下剪切盒20的上沿，下剪切盒挡板19阻止下剪切盒20向左移动，上剪切盒18置于下剪切盒20上，上剪切盒18和下剪切盒20上下对齐，被测试的冻土试样置于上剪切盒18和下剪切盒20内，试样施压面板覆盖在冻土试样上，下承压板17压在试样施压面板上，上承压板15在下承压板17之上，上承压板15和下承压板17之间用垂直承压滚子16连接。下剪切盒20四块内壁之间的横截面为305mmX 305mm的正方形，下剪切盒20为上端开口下端由平底密封的长方体盒，高度为100mm，上剪切盒18四块内壁之间的横截面也为305mmX 305mm的正方形，上剪切盒18为上端和下端均开口长方体框，高度为100mm，推力盘5固接在上剪切盒18的右侧外壁中心，上剪切盒18和下剪切盒20的外壁分别由上制冷套和下制冷套包覆，上制冷套和下制冷套分别通过制冷管道与上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统连接，图1中未画出上制冷套和下制冷套以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统，上剪切盒18和下剪切盒20内的冻土试样中，均布置4只数显温度传感器，试样施压面板覆盖在冻土试样上，试样施压面板为304mmX 304mm的正方形不锈钢平板，上剪切盒 18和下剪切盒20的材料为不锈钢板。垂直伺服加载和监测系统包括支撑板11、立柱7、垂直推力部件8、支撑板11、垂直减速机12、垂直伺服电机13、垂直推力顶头14以及垂直压力传感器和垂直位移传感器，支撑板11由4条立柱7支撑在平台面10上，垂直推力部件8竖直向下架在支撑板11上，垂直推力部件8底端连接垂直推力顶头14，垂直压力传感器和垂直位移传感器置于垂直推力顶头14内，垂直推力顶头14顶住上承压板15的中心给冻土试样施加垂直压力，垂直减速机12的输出轴与垂直推力部件8上端的输入轴连接，垂直伺服电机13的轴与垂直减速机 12的输入轴连接。水平伺服加载和监测系统包括水平减速机1、水平推力部件2、水平推力部件支座 3、水平伺服电机4、水平推力顶头6以及水平压力传感器和水平位移传感器，水平推力部件支座3位于上剪切盒18和下剪切盒20的右侧并竖直固接在平台面10上，水平推力部件2 指向上剪切盒18水平置于固定的水平推力部件支座3上，水平压力传感器和水平位移传感器置于水平推力部件2内，水平推力顶头6固接在水平推力部件2的左端，水平推力顶头6 对准上剪切盒18右侧壁上的推力盘5，水平推力部件2的水平推力顶头6顶住上剪切盒18 右侧壁上的推力盘5给上剪切盒18施加水平推力，水平减速机1的输出轴与水平推力部件 2右端的输入轴连接，水平伺服电机4的轴与水平减速机1的输入轴连接。垂直伺服加载和监测系统中的垂直压力传感器、垂直位移传感器和垂直伺服电机 13，水平伺服加载和监测系统中的水平压力传感器、水平位移传感器和水平伺服电机4，剪切盒内冻土试样中的数显温度传感器以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统均与测控系统电气连接。如图3A和图:3B所示，垂直承压滚子16由滚子161、滚子固定架162、滚子固定架扣板163组成，5个滚子161分别置于滚子固定架162的各个对应的滚子槽内，并通过滚子 161的转轴与滚子固定架162构成转动连接，滚子固定架扣板163通过滚子固定架扣板163 的四边置于滚子固定架162的四边上并用定位销164连接覆盖在滚子161的上方，在做剪切试验时，垂直承压滚子16的滚子161置于下承压板17，垂直承压滚子16通过滚子161与下承压板17滚动连接，上承压板15置于滚子固定架扣板163上，垂直承压滚子16的作用为，传递垂直推力部件8对剪切盒中试样的压力，消除垂直加压对上剪切盒18水平剪切位移的影响。
上剪切盒18和下剪切盒20内的冻土试样内数显温度传感器离剪切面，即剪切盒 20和下剪切盒20的接触面均为30mm，并以上剪切盒18和下剪切盒20的垂直中心面对称分布，相邻数显温度传感器的间距为60mm。上剪切盒18的温度控制范围_10°C 20°C，下剪切盒20的温度控制范围-10°C 20°C，分别由包覆在上剪切盒和下剪切盒的外壁的上制冷套和下制冷套以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统独立控温。垂直推力顶头14内直接放置2只垂直压力传感器和4只垂直位移传感器，2只垂直压力传感器分别为0 IOOkN和0 50kN的数显压力传感器，2只垂直压力传感器设置在垂直推力顶头14的一条直径上；4只垂直位移传感器分别为2只0 25mm数显位移传感器(用于剪切试验)和2只0 200_数显位移传感器(用于制备试样)，4只垂直位移传感器按分别设置在垂直推力顶头14的4个1/4圆内，并且同一型号不相邻。水平推力顶头6内直接放置2只水平压力传感器和2只水平位移传感器，2只水平压力传感器分别为0 150kN和0 50kN的数显压力传感器，2只水平压力传感器设置在水平推力顶头6的一条直径上；2只水平位移传感器均为0 25mm数显位移传感器，2只水平位移传感器按分别设置在水平推力顶头6的另一条直径上。水平伺服加载和监测系统加载和试验参数为，水平方向加载水平推力范围为0 150KN,自动控制加载速度为0.002 20mm/min，最大剪切位移为100mm。水平减速机1 为-SF系列减速机B52，水平伺服电机4型号为MDMA-0. 75kff为带制动的伺服电机，水平推力部件2为15/10推力部件。2只水平压力传感器为ZLF-E型轮辐式传感器。垂直伺服加载和监测系统加载和试验参数为，垂直方向加载的垂直压力范围为 0 100KN，自动控制加载速度为0. 002 20mm/min，装样过程中最大垂直位移300mm，试验过程中最大垂直位移50mm。垂直减速机12为-SF系列减速机B52，垂直伺服电机13型号为MDMA-0. 75kff为带制动的伺服电机，垂直推力部件8为15/10推力部件。测控系统为全自动数字控制，16通道数据采集为压力、位移、加载速率三种自动控制模式，数据输出为应力-时间、位移-时间和应力-位移。应用上述全自动数字大型冻土直剪仪测试冻土冻融交界面上抗剪强度的步骤为1.利用试样装样模具配制305mmX305mmX200mm的冻土试样。将内部尺寸305mmX305mmX50mm，形式为两瓣、可组合和拆卸的试样装样模具置于上剪切盒18和下剪切盒20组成的剪切盒上，将按不同天然含水量和干密度的要求计算配制的土样放入试样装样模具内，并把8只数显温度传感器按要求置于土样内，再将土样压成305mmX 305mmX 200mm的冻土试样，拆除试样装样模具，再将冻土试样在剪切盒之中并通过承压板采用静力、分层压实使试样的密度达到基本均一。2.启动上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统，观察置于上下剪切盒内冻土试样中的8只数显温度传感器，在上剪切盒18温度控制范围-10°C 20°C和下剪切盒20温度控制范围-10°C 20°C之内，通过剪切盒四壁冷冻循环系统，把上下盒之间剪切面的温度调整至冻土冻融交界面的温度。3.剪切试验。利用垂直伺服电机13和垂直减速机12将垂直压力施加于上承压板15上，再通过试样施压面板均勻加于剪切盒之上，最大承受压力为200kN，在加到试验所需的垂直压力之后，开启水平伺服加载和监测系统，通过数显压力传感器和数显位移传感器给出的数据来控制剪切力和加载的速度。4.测控系统通过16通道数据采集仪进行采集试验数据，输出数据为应力-时间、 位移-时间和应力-位移。全过程的采集和输出都由电脑自动运行控制软件执行。本发明解决了冻融交界面上抗剪强度测试难度大、粗颗粒土体剪切试验等难题， 适用于寒冷或高寒地区道路、铁路、工民建等行业的工程设计、施工和科研项目等领域，可为该类工程提供合理的设计参数，从而确保安全评估的合理性。本发明还能测定全冻土和全融土的抗剪强度。
权利要求
1.一种全自动数字大型冻土直剪仪，主要由剪切盒、上剪切盒制冷系统、下剪切盒制冷系统、垂直伺服加载和监测系统、水平伺服加载和监测系统以及测控系统组成，其特征在于，所述剪切盒分为上剪切盒(18)和下剪切盒(20)，下剪切盒00)通过剪切盒垫块置于剪切仪平台柜(9)的平台面(10)上，下剪切盒挡板(19)位于下剪切盒OO)左侧垂直固接在平台面(10)上，下剪切盒挡板(19)的高度等于或低于下剪切盒OO)的上沿，下剪切盒挡板(19)阻止下剪切盒OO)向左移动，上剪切盒(18)置于下剪切盒OO)上，上剪切盒(18)和下剪切盒OO)上下对齐，被测试的冻土试样置于上剪切盒(18)和下剪切盒OO) 内，试样施压面板覆盖在冻土试样上，下承压板(17)压在试样施压面板上，上承压板(15) 在下承压板(17)之上，上承压板(1 和下承压板(17)之间用垂直承压滚子(16)连接；下剪切盒OO)的四块内壁之间的横截面为正方形，下剪切盒OO)为上端开口下端由平底面密封的长方体盒，上剪切盒(18)的四块内壁之间的横截面也为正方形，上剪切盒 (18)为上端和下端均开口长方体框，上剪切盒(18)和下剪切盒OO)的横截面面积相同，推力盘(5)固接在上剪切盒(18)的右侧外壁中心，上剪切盒(18)和下剪切盒OO)的外壁分别由上制冷套和下制冷套包覆，上制冷套和下制冷套分别通过制冷管道与上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统连接，上剪切盒(18)和下剪切盒OO)内的冻土试样中，均布置4只数显温度传感器；垂直伺服加载和监测系统包括支撑板(11)、立柱(7)、垂直推力部件(8)、支撑板(11)、 垂直减速机(12)、垂直伺服电机(13)、垂直推力顶头(14)以及垂直压力传感器和垂直位移传感器，支撑板(11)由4条立柱(7)支撑在平台面(10)上，垂直推力部件(8)竖直向下架在支撑板(11)上，垂直推力部件(8)底端连接垂直推力顶头(14)，垂直压力传感器和垂直位移传感器置于垂直推力顶头(14)内，垂直推力顶头(14)顶住上承压板(1 的中心给冻土试样施加垂直压力，垂直减速机(1 的输出轴与垂直推力部件(8)上端的输入轴连接， 垂直伺服电机(1 的轴与垂直减速机(1 的输入轴连接；水平伺服加载和监测系统包括水平减速机(1)、水平推力部件O)、水平推力部件支座(3)、水平伺服电机G)、水平推力顶头(6)以及水平压力传感器和水平位移传感器，水平推力部件支座(3)位于上剪切盒(18)和下剪切盒OO)的右侧并竖直固接在平台面(10)上， 水平推力部件( 指向上剪切盒(18)水平置于固定的水平推力部件支座C3)上，水平压力传感器和水平位移传感器置于水平推力部件O)内，水平推力顶头(6)固接在水平推力部件(2)的左端，水平推力顶头(6)对准上剪切盒(18)右侧壁上的推力盘(5)，水平推力部件 (2)的水平推力顶头(6)顶住上剪切盒(18)右侧壁上的推力盘( 给上剪切盒(18)施加水平推力，水平减速机(1)的输出轴与水平推力部件( 右端的输入轴连接，水平伺服电机(4)的轴与水平减速机(1)的输入轴连接；垂直伺服加载和监测系统中的垂直压力传感器、垂直位移传感器和垂直伺服电机 (13)，水平伺服加载和监测系统中的水平压力传感器、水平位移传感器和水平伺服电机 G)，剪切盒内冻土试样中的数显温度传感器以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统均与测控系统电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述上剪切盒(18)和下剪切盒OO)的内部正方形横截面的边长范围均为200mm 500mm，剪切盒(18) 和下剪切盒OO)的高度范围均为60mm 150mm ；上剪切盒(18)和下剪切盒QO)的材料为不锈钢板。
3.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述试样施压面板为正方形不锈钢平板，其边长小于上剪切盒(18)四块内壁之间的正方形横截面的边长1 2mmο
4.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述垂直承压滚子(16)由滚子(161)、滚子固定架(162)、滚子固定架扣板(163)组成，5 8个滚子 (161)分别置于滚子固定架(16 的各个对应的滚子槽内，并通过滚子(161)的转轴与滚子固定架(16 构成转动连接，滚子固定架扣板(16 通过滚子固定架扣板(16 的四边置于滚子固定架(162)的四边上并用定位销(164)连接覆盖在滚子(161)的上方，在做剪切试验时，垂直承压滚子(16)的滚子(161)置于下承压板(17)上，垂直承压滚子(16)通过滚子(161)与下承压板(17)滚动连接，上承压板(1 置于滚子固定架扣板(16 上，垂直承压滚子(16)的作用为，传递垂直推力部件(8)对剪切盒中试样的压力，消除垂直加压对上剪切盒(18)水平剪切位移的影响。
5.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述上剪切盒(18)和下剪切盒00)内的冻土试样内数显温度传感器离剪切面，即剪切盒20和下剪切盒00)的接触面均为30 50mm，并以上剪切盒(18)和下剪切盒Q0)的垂直中心面对称分布，相邻数显温度传感器的间距为50 100mm。
6.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述上剪切盒(18)的温度控制范围-10°C 20°C，下剪切盒00)的温度控制范围-10°C 20°C，分别由包覆在上剪切盒和下剪切盒的外壁的上制冷套和下制冷套以及上剪切盒制冷系统和下剪切盒制冷系统独立控温。
7.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述水平伺服加载和监测系统加载和试验参数为，水平方向最大加载水平推力的范围为50 400KN， 自动控制加载速度为0. 002 20mm/min，最大剪切位移的范围为75mm 170mm。
8.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述垂直伺服加载和监测系统加载和试验参数为，垂直方向最大加载垂直压力的范围为50 ^OKN, 自动控制加载速度为0. 002 20mm/min，装样过程中最大垂直位移为300mm，试验过程中最大垂直位移为50mm。
9.根据权利要求1所述的一种全自动数字大型冻土直剪仪，其特征在于，所述测控系统为全自动数字控制，采用16通道数据采集仪有压力、位移、加载速率三种自动控制模式， 数据输出有应力-时间、位移-时间和应力-位移。
全文摘要
本发明属于土木工程设备领域，涉及一种全自动数字大型冻土直剪仪。大型冻土直剪仪由剪切盒、上剪切盒制冷系统、下剪切盒制冷系统、垂直伺服加载和监测系统、水平伺服加载和监测系统、以及测控系统组成，测定冻土冻融交界面上抗剪强度，或者测定全冻土和全融土抗剪强度。本发明实施例的冻土试样尺寸为305mm×305mm×200mm，采用静力和分层压实方法制备不同初始含水量和干密度的重塑土样进行剪切试验；通过调节上、下剪切盒的温控系统，从而控制剪切盒内土温，保证剪切面与冻土试样的冻融交界面重合。本发明解决了冻融交界面上抗剪强度测试难度大、粗颗粒土体剪切试验等难题，为寒冷或高寒地区土建和交通工程提供合理的设计参数。
文档编号G01N3/24GK102313673SQ201110221970
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者冯瑞玲, 刘建坤, 张鸿儒, 李旭, 沈宇鹏, 田亚护, 魏静 申请人:北京交通大学