一种直剪试验辅助装样装置和与其配套的直剪盒的制作方法

本实用新型涉及室内土工试验装置技术领域，具体涉及一种直剪试验辅助装样装置和与其配套的直剪盒。

背景技术：

直剪试验是一种重要的土工试验，用以测试试验土样的抗剪强度及其参数(粘聚力C、内摩擦角φ)。试验土样一般为最大粒径不超过5mm的砂土、粉土或黏土，当试验土样是砂土时，直接将待测土样装入直剪盒中即可开始测试，而粉土、黏土等细粒土往往需要将待测土样先制作成具有一定湿度、密度的环刀样，然后再将环刀中的土样推入直剪盒中进行测试，但是当环刀样达到一定的密实度后(一般在1.5g/cm³以上)，在试验操作过程中很难将环刀样压入直剪盒内，目前实验室内常用的方法是使用木槌轻轻敲击土样，使土样在敲击振动的作用下落入直剪盒内，然而这种方法对土样的扰动非常大，对一些结构性比较强的细粒土使用此种操作方法测量的结果明显失真，因此我们急需一种能够在环刀样比较密实的情况下将其推入直剪盒内的辅助装样装置和配套使用的直剪盒。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种直剪试验辅助装样装置和与其配套的直剪盒，该装置和直剪盒均结构简单，两者配合使用操作方便，能够在环刀样比较密实的情况下将其均匀推入直剪盒内，且对环刀样的扰动小。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种直剪试验辅助装样装置，该装置为左右对称结构，该装置包括下压机构和支撑机构，下压机构和支撑机构均为左右对称机构，下压机构包括上扶手、连接杆、限位件和压头，连接杆的上端与上扶手中央连接，下端与压头的中央连接，限位件固定于连接杆的上部，压头的形状、大小与环刀的形状、大小相匹配，支撑机构包括下扶手和传力连接件，传力连接件有两个，两传力连接件对称安装于下扶手上，下扶手中央设有穿孔，连接杆穿过穿孔且上扶手能随连接杆上下滑动，限位件位于下扶手上方。

所述的传力连接件呈L型或反L型，传力连接件由竖向传力支撑件和横向连接件构成，竖向传力支撑件的上端与下扶手连接，下端与横向连接件连接。

所述的竖向传力支撑件和横向连接件呈方形板状。

所述的上扶手和下扶手均呈条形板状，上扶手平行于下扶手，上扶手和下扶手的形状、尺寸相同。

所述的限位件和压头均呈圆盘状。

所述的连接杆为圆杆，所述的穿孔为圆孔，连接杆与下扶手间隙配合。

一种与直剪试验辅助装样装置配套的直剪盒，包括上直剪盒、下直剪盒和与两传力连接件配套的两着力部件，上直剪盒安装于下直剪盒上，两着力部件对称固定于下直剪盒相对的两侧壁上。

所述的着力部件呈L型，着力部件包括竖向固定件和横向着力件，竖向固定件固定在下直剪盒上，横向着力件的一端固定在竖向固定件上，另一端悬空。

所述的竖向固定件和横向着力件均呈方形板状。

着力部件还包括限制横向连接件左右晃动的两限位夹块，两限位夹块固定于下直剪盒上，两限位夹块对称分布于两着力部件的两侧，且两限位夹块分别与两着力部件的两侧壁连接。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果和优点在于：

1)将该辅助装样装置和该直剪盒配合使用，操作简单，能够在环刀样比较密实的情况下将其均匀推入直剪盒内，而且通过设置下扶手顶面与限位件底面的距离，可以保证推入直剪盒内的土样高度维持在20mm，避免装样时用力过猛造成土样被挤压密实(土样高度小于20mm)，或用力不够土样没有被推入指定的位置(土样高度大于20mm)。

2)该辅助装样装置和着力部件结构简单，所用的材料均为钢材，制作成本低。

附图说明

图1为本实用新型的直剪试验辅助装样装置和与其配套的直剪盒装配后的结构图。

图2为直剪试验辅助装样装置的结构示意图。

图3为直剪盒的结构示意图。

其中，1-上扶手、2-连接杆、3-限位件、4-压头、5-传力连接件、6-下扶手、7-穿孔、8-竖向传力支撑件、9-横向连接件、10-上直剪盒、11-下直剪盒、12-着力部件、13-横向着力件、14-限位夹块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体说明。

本实用新型的直剪试验辅助装样装置的结构如图1和图2所示，该装置为左右对称结构，该装置包括下压机构和支撑机构，下压机构和支撑机构均为左右对称机构。

下压机构包括上扶手1、连接杆2、限位件3和压头4，上扶手1呈条形板状，限位件3和压头4均呈圆盘状，压头4的直径与环刀的内径相同。连接杆2为圆杆，连接杆2的上端与上扶手1中央连接，下端与压头4的中央连接。限位件3固定于连接杆2的上部。本实施例中，上扶手的长度为240mm，宽度为20mm，厚度为5mm；连接杆的直径为10mm，长度为60mm；限位件的直径为20mm，厚度为5mm；压头的直径为61.8mm，厚度为5mm。

支撑机构包括下扶手6和传力连接件5。下扶手6呈条形板状，上扶手1平行于下扶手6，上扶手1和下扶手6的形状、尺寸相同。下扶手6中央设有圆形的穿孔7，穿孔7的直径大于连接杆2的直径。连接杆2穿过穿孔7，限位件3位于下扶手6上方，在装样过程中，限位件底面到下扶手顶面之间的距离等于土样移动的距离。传力连接件5有两个，传力连接件5呈L型或反L型，传力连接件5由竖向传力支撑件8和横向连接件9构成，竖向传力支撑件8为条形的方形板，横向连接件9为长度和宽度较接近的方形板。两竖向传力支撑件8的上端对称固定于下扶手6底面的两侧上，且两竖向传力支撑件8均垂直于下扶手6，两竖向传力支撑件8的下端分别与两横向连接件9连接。在装样时，由于上直剪盒顶部要放置环刀样、透水石和压头，因此竖向传力支撑件的长度应当在考虑上述几个部件厚度的基础上，使下扶手的底面与压头顶面之间留有一定的余高。本实施例中，下扶手的长度为240mm，宽度为20mm，厚度为5mm，在装样开始时，下扶手的底面和下扶手顶面之间的距离为55mm；穿孔的直径为12mm；竖向传力支撑件的长度为80mm，宽度为20mm，厚度为5mm，竖向传力支撑件和下扶手上与其距离较近的一端的垂直距离为50mm；横向连接件的长度为20mm，宽度为13mm，厚度为5mm。

本实用新型的直剪盒的结构如图1和图3所示，包括上直剪盒10、下直剪盒11和与两传力连接件配套的两着力部件12。着力部件12呈L型，着力部件12包括竖向固定件、横向着力件13和两限位夹块14，竖向固定件和横向着力件13均为方形板，限位夹块14呈方形，两限位夹块14对称固定于竖向固定件的两侧，两限位夹块14通过螺栓固定于下直剪盒11上，且横向着力件13的一端固定于竖向固定件顶部上，横向着力件13的另一端悬空。竖向固定件、横向着力件13和两限位夹块14为一体式结构，限位夹块的顶部与横向着力件的顶部齐平，且横向着力件的顶部与下直剪盒的顶部齐平，限位夹块的高度应大于横向着力件的厚度，且限位夹块的宽度应大于竖向固定件的厚度，如此限位夹块既能起到将着力部件固定在下直剪盒上的作用，而且在传力连接件的横向连接件与着力部件的横向着力件配合使用时，将横向连接件卡住，能起到限制横向连接件左右移动的作用。本实施例中，横向着力件的长度为20mm，宽度为10mm，厚度为5mm；竖向固定件的长度为10mm，宽度为5mm，厚度为2mm；限位夹块的长度为10mm，宽度为5mm，高度为10mm。

本实用新型的直剪试验辅助装样装置和与其配套的直剪盒的使用方法如下：

1)先在下直剪盒内依次放入透水石、滤纸(或玻璃纸)，用销钉将上下直剪盒固定在一起，然后在上直剪盒的中心位置依次放置环刀样、滤纸(或玻璃纸)、透水石(直径61.8mm、厚10mm)；

2)将两传力连接件的横向连接件分别置于两着力部件的横向着力件下方，使两传力连接件的横向连接件在向上提起时能分别勾住两着力部件的横向着力件，同时使压头底部接触透水石的顶部，双手紧握上扶手和下扶手，向上拉起下扶手的同时向下压上扶手，上扶手在着力部件提供的反作用力下随连接杆向下滑动而向下移动，直至限位件的底面接触下扶手顶面，此时环刀内的土样已被完全压入直剪盒内的规定位置，需要注意的是在下压的过程中为避免土样受力不均导致的倾斜沉降，双手需要均衡用力下压。