便携式软弱层带原位直剪试验仪的制作方法

本实用新型涉及岩土体力学参数测试领域，特别涉及一种便携式软弱层带原位直剪试验仪。

背景技术：

软弱层带是岩体中物理力学性质相对围岩较弱的呈带状分布的岩层，包含了软弱夹层、断层破碎带、层内错动带等；在水电、铁路、公路大型工程建设中，常常遇到软弱层带而导致的边坡失稳、隧道塌方等工程地质灾害，是工程岩体稳定性的控制性边界条件，同时也是工程建设成本控制的重要因素之一；因此，软弱层带是各类大型地质工程研究的重点，软弱层带的强度参数是控制岩土体和上部工程建筑物抗滑稳定的关键力学参数；如公开号为CN204575465U的一种便携式软弱层带原位直剪试验仪，包括：反力钢架，反力钢架内部形成测试空间；剪切盒，安装在测试空间内；水平加载油缸，一端作用在反力钢架上，另一端作用在剪切盒的竖向侧壁上；竖向加载油缸，包括滚珠排，竖向加载油缸的一端作用在反力钢架的顶盖上，另一端通过滚珠排作用在剪切盒的上表面；该实用新型能够在现场快速获取原位条件下未受扰动的软弱层带抗剪参数，结果更为准确、可靠，可便于测试原位条件下软弱层带的剪切强度参数。

但是在实际使用过程中，在测试前需要将剪切盒放置于土样上，在放置剪切盒时，需要利用环刀从上至下切割，在此过程中，被切除的土容易堆积于剪切盒下方，存在积土与剪切盒下表面接触产生摩擦力导致在测量软弱层带的剪切应力时不准确的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便携式软弱层带原位直剪试验仪，具有避免积土与剪切盒下表面接触产生摩擦力的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种便携式软弱层带原位直剪试验仪，包括固定架，所述固定架内设有套于土样上且可上下分离的剪切盒，所述固定架顶部设有向剪切盒施加竖直压力的第一驱动件，所述固定架侧壁上设有向剪切盒施加水平推力的第二驱动件。

通过这样的设置，当使用者将剪切盒套与土样上后，可将剪切盒上下分离使剪切盒下部不接触土样，避免了剪切盒与土样接触产生摩擦力，然后驱动第一驱动件向剪切盒施加竖直压力使剪切盒固定，最后利用第二驱动件向剪切盒施加水平推力直至剪切盒发生水平滑动，可测出土样的水平应力，达到了剪切盒可分离避免与剪切盒底部与土样产生摩擦导致对测试结果产生较大影响的效果。

本实用新型进一步设置：所述剪切盒包括第一固定盒，所述第一固定盒下方固定连接有第一环刀，所述第一固定盒下方设有两个分块，两个所述分块拼接，两个所述分块拼接处设有半固定块，两个所述半固定块拼接形成第一锁紧块，所述第一锁紧块上螺纹连接有第一旋帽，所述分块和第一固定盒上均设有半圆块，两个所述半圆块拼接形成第二锁紧块，所述第二锁紧块上螺纹连接有第二旋帽。

通过这样的设置，当剪切盒沿着土样向下运动时，第一环刀向下切割土样，当环刀内充满土样后，可拧下第一旋帽和第二旋帽，取下两个分块，避免了剪切盒底部与土样产生摩擦。

本实用新型进一步设置：所述分块上固定连接有凸块，所述第一固定盒上设有供凸块嵌入滑动的滑槽。

通过这样的设置，当使用者在将两个分块与第一固定盒拼合固定时，可将凸块沿着滑槽嵌入，分别单独将两个分块与第一固定盒竖直方向固定，更便于使用者进行拼合安装。

本实用新型进一步设置：所述剪切盒包括第二固定盒，所述第二固定盒内固定连接有第二环刀，所述第二固定盒外侧套接有套块，所述第二固定盒外壁上固定连接有凸杆，所述套块上设有供凸杆滑动的第一横槽、第二横槽和竖槽。

通过这样的设置，当剪切盒沿着土样向下运动时，第一环刀向下切割土样，当环刀内充满土样后，可转动套块使凸杆脱离第一横槽，再向上托起套块并再次转动使凸杆进入到第二横槽内，此时套块沿着第二固定盒向上位移，避免了剪切盒底部与土样接触产生摩擦力。

本实用新型进一步设置：所述第一横槽和第二横槽侧壁上均竖直滑动连接有楔形块，所述楔形块上均设有第一弹簧，所述第一弹簧两端分别与楔形块和套块固定连接。

通过这样的设置，当凸杆滑动至楔形块处时，凸杆推动楔形块向内运动并压缩第一弹簧，楔形块在第一弹簧回复力的作用下再次弹出并将凸杆固定，避免了套块任意发生转动。

本实用新型进一步设置：所述固定架底部固定连接有延伸块，所述延伸块上螺纹连接有用于将固定架和地面固定的螺钉。

通过这样的设置，可将固定架与地面固定，保证第一驱动件和第二驱动件在向剪切盒和土样施加压力时固定架不会发生活动。

本实用新型进一步设置：所述第一驱动件和第二驱动件分别为第一液压缸和第二液压缸。

通过这样的设置，通过第一液压缸可向剪切盒施加竖直向下的压力，通过第二液压缸可向剪切盒施加水平的推力。

本实用新型进一步设置：所述剪切盒和第一驱动件之间设有隔板，所述隔板上转动连接有若干根转杆，所述转杆与剪切盒上表面抵接。

通过这样的设置，当第二驱动件的水平推力足够大时，在转杆的作用下剪切盒沿水平方向发生滑动，避免由于第一驱动件和剪切盒摩擦力较大而无法发生滑动。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：当使用者将剪切盒套与土样上后，可将剪切盒上下分离使剪切盒下部不接触土样，避免了剪切盒与土样接触产生摩擦力，然后驱动第一驱动件向剪切盒施加竖直压力使剪切盒固定，最后利用第二驱动件向剪切盒施加水平推力直至剪切盒发生水平滑动，可测出土样的水平应力，达到了剪切盒可分离避免与剪切盒底部与土样产生摩擦导致对测试结果产生较大影响的效果。

附图说明

图1是实施例一的整体结构图；

图2是实施例一中隔板的整体结构图；

图3是实施例一中剪切盒的爆炸结构图；

图4是实施例二的整体结构图；

图5是实施例二中剪切盒的结构图；

图6是图5中A处的放大图。

附图标记：1、固定架；2、延伸块；3、螺钉；4、剪切盒；5、隔板；6、转杆；7、第一液压缸；8、第二液压缸；9、第一固定盒；10、第一环刀；11、分块；12、半固定块；13、第一锁紧块；14、第一旋帽；15、凸块；16、滑槽；17、半圆块；18、第二锁紧块；19、第二旋帽；20、第二固定盒；21、第二环刀；22、套块；23、凸杆；24、第一横槽；25、竖槽；26、第二横槽；27、楔形块；28、拨块；29、第一弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：一种便携式软弱层带原位直剪试验仪，如图1和图2所示，包括固定架1，固定架1两侧底部固定连接有延伸块2，延伸块2上螺纹连接有螺钉3，使用者可利用螺钉3将固定架1固定于地面上；固定架1下方设有剪切盒4，剪切盒4套于待测的土样上方，剪切盒4上方放置有隔板5，隔板5下方转动连接有转杆6，转杆6与剪切盒4上表面抵接，隔板5上方设有向隔板5施加向下压力的第一液压缸7，液压缸与固定架1上部固定连接，剪切盒4水平方向上设有向剪切盒4施加水平推力的第二液压缸8，第二液压缸8与固定架1侧壁固定连接。

如图1和图3所示，剪切盒4包括第一固定盒9，第一固定盒9下方固定连接有第一环刀10，第一环刀10凸出到第一固定盒9下方，第一固定盒9下方设有两个分块11，两个分块11拼接，两个分块11拼接处设有半固定块12，两个半固定块12拼接形成第一锁紧块13，第一锁紧块13上螺纹连接有第一旋帽14，分块11上部设有凸块15，第一固定盒9上设有供凸块15滑动嵌入的滑槽16，分块11和第一固定盒9上均设有半圆块17，两个半圆块17形成第二锁紧块18，第二锁紧块18上螺纹连接有第二旋帽19；在初始状态下，两个分块11和第一固定盒9拼合，在将剪切盒4沿着原位土样向下运动时，第一环刀10切割原位土样，多余的土样落到下方，当第一环刀10内装满土样后，拧下第一旋帽14和第二旋帽19，并将分块11从第一固定盒9上取下，可避免剪切盒4底部与切落的土样产生摩擦。

具体工作过程：在开始工作前，首先选择好待测的土样的位置，将固定架1放置于该原位土样上方，利用螺钉3将固定架1固定于地面上，然后将剪切盒4放置于待测土样上方，然后利用第一环刀10将多余土样进行切除，当第一环刀10内装满土样后，拧下第一旋帽14和第二旋帽19，将分块11取下，最后驱动第一液压缸7向下运动，将剪切盒4与土样压紧，然后驱动第二液压缸8对第一固定盒9侧壁施加压力，逐渐增大第二液压缸8对第一固定盒9的推力，当推力逐渐增大使环刀能够切断土样时，第一固定盒9发生位移，则该推力为该土样的剪切应力。

实施例2：一种便携式软弱层带原位直剪试验仪，如图4、图5和图6所示，其与实施例1的区别在于，剪切盒4包括第二固定盒20，第二固定盒20内固定连接有第二环刀21，第二环刀21凸出到第二固定盒20下方，第二固定盒20上套接有套块22，第二固定盒20上固定连接有凸杆23，套块22上设有供凸杆23滑动的第一横槽24、竖槽25和第二横槽26，第一横槽24和第二横槽26侧壁上均竖直滑动连接有楔形块27，楔形块27上固定连接有拨块28，楔形块27上设有使其弹出的第一弹簧29，第一弹簧29两端分别与楔形块27和套块22固定连接；在切割土样前，凸杆23位于第一横槽24内，当剪切盒4向下切割完土样后，拨动拨块28使第一横槽24内的楔形块27向上运动，凸杆23可沿着第一横槽24发生相对滑动，此时转动套块22使凸杆23进入到竖槽25内，再推动套块22向上运动，然后转动套块22使凸杆23进入第二横槽26内，并再次利用楔形块27对凸杆23进行固定。

具体工作过程: 在开始工作前，首先选择好待测的土样的位置，将固定架1放置于该原位土样上方，利用螺钉3将固定架1固定于地面上，然后将剪切盒4放置于待测土样上方，然后利用第二环刀21将多余土样进行切除，当第二环刀21内装满土样后，拨动拨块28使第一横槽24内的楔形块27向上运动，凸杆23可沿着第一横槽24发生相对滑动，此时转动套块22使凸杆23进入到竖槽25内，再推动套块22向上运动，然后转动套块22使凸杆23进入第二横槽26内，并再次利用楔形块27对凸杆23进行固定；最后，驱动第一液压缸7向下运动，将剪切盒4与土样压紧，然后驱动第二液压缸8对第二固定盒20侧壁施加压力，逐渐增大第二液压缸8对第二固定盒20的推力，当推力逐渐增大使环刀能够切断土样时，第二固定盒20发生位移，则该推力为该土样的剪切应力。