岩土性能试验装置的制作方法

本实用新型属于岩土试验领域领域，具体地说，尤其涉及一种岩土性能试验装置。

背景技术：

通过对土壤的抗剪强度进行测量能够有效得出剪切力与位移之间的关系，继而得到内摩擦角与凝聚力的数值。在实际使用过程中，土壤的抗剪强度是通过直剪仪来实现的。直剪仪通过拉压力传感器及位移传感器所测出的实验数值来判定抗剪强度的数值，但是直剪仪所测定的土壤样品多需要从室外转移至室内，在土壤样品转移的过程中可能会对成放于箱体内的样品造成破坏，影响土壤样品的结构，影响后续所测定的抗剪强度，继而影响内摩擦角与凝聚力数值的精确性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种岩土性能试验装置，其能够实现土壤样品的现场取样与现场测量，提高直剪仪在室外的适应性。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型中所述的岩土性能试验装置，包括上箱体和下箱体，上箱体位于下箱体的上方，且上箱体的底面与下箱体的顶面贴合，所述下箱体放置于底板的矩形通孔内，在矩形通孔周边的底板上设置有限位固定板，限位固定板通过螺纹孔及限位螺栓与下箱体的外侧面接触；所述的底板在下箱体的两个平行侧面方向上分别设置有拉压力传感器、位移传感器；所述拉压力传感器设置于位移装置的轴体端面处且与上箱体的外侧面接触，所述位移装置通过位移动力装置驱动；所述的位移传感器与上箱体的外侧面接触，且位移传感器通过传感器固定座固定于底板上；在底板的两侧还加工有由缺口构成的滑槽，底板通过滑槽与u型支架相对滑动；所述u型支架的顶面设置有与其连接的底板齿轮箱，底板齿轮箱内设置有通过底板摇杆驱动的底板连接轴，底板连接轴的底端与底板连接。

进一步地讲，本实用新型中所述的上箱体在与其底面接触的两个相互平行的侧面加工有下嵌槽，下嵌槽与下箱体顶面接触的位置处加工有上嵌槽，上嵌槽与下嵌槽对正后连接有箱体嵌板，箱体嵌板放置于上嵌槽与下嵌槽形成的空间内；所述箱体嵌板为l型，其伸出下嵌槽的部位与箱体套筒的底面接触。

进一步地讲，本实用新型中所述的下箱体的底面加工有刃部，刃部的纵向截面为倒置的三角形结构。

进一步地讲，本实用新型中所述的箱体套筒的两侧设置有套筒把手，箱体套筒通过套筒把手实现对箱体嵌板的下压，以及箱体套筒在取样完成后从上箱体、下箱体上取出。

进一步地讲，本实用新型中所述的底板连接轴分列于底板的两侧，底板连接轴穿过底板齿轮箱下方的底板轴套后与底板齿轮箱连接；所述底板齿轮箱通过底板摇杆带动底板连接轴上下运动。

进一步地讲，本实用新型中所述的底板齿轮箱位于u型支架的两侧，u型支架两侧的底板齿轮箱通过同步杆连接。

进一步地讲，本实用新型中所述的u型支架在其中部位置处还设置有压板齿轮箱，压板齿轮箱内设置有上下运动的压板轴体，压板轴体的底端连接有压板；所述的压板的底面与上箱体的顶面接触。

进一步地讲，本实用新型中所述的u型支架在压板齿轮箱的底部还设置有与压板轴体同轴的压板轴套，压板轴体穿过压板轴套后与压板齿轮箱连接。

进一步地讲，本实用新型中所述的u型支架的顶部设置有水平仪。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过将拉压力传感器及位移传感器等集成于底板之上，有效解决了底板与上箱体、下箱体之间的配合问题，继而实现两者之间有效的配合与数据的测量。

2、本实用新型中上箱体与下箱体通过箱体套筒来实现取样过程中的固定，且箱体套筒能够与压板配合实现取样完成后的退出，退出过程不影响取样土壤样品的稳定。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图一。

图2是本实用新型的整体结构示意图二。

图3是本实用新型中箱体套筒及上箱体、下箱体的组合示意图。

图4是本实用新型中箱体套筒及上箱体、下箱体的内部结构示意图。

图5是本实用新型中上箱体的结构示意图。

图6是本实用新型中下箱体的结构示意图。

图7是本实用新型中底板的结构示意图。

图8是本实用新型中配重块的结构示意图。

图中：1、u型支架；2、底板齿轮箱；3、底板摇杆；4、压板齿轮箱；5、压板摇杆；6、同步杆；7、底板轴套；8、底板连接轴；9、压板；10、上箱体；11、拉压力传感器；12、位移装置；13、位移动力装置；14、底板；15、限位螺栓；16、限位固定板；17、下箱体；18、位移传感器；19、传感器固定座；20、压板轴体；21、压板轴套；22、水平仪；23、箱体套筒；24、套筒把手；25、箱体嵌板；26、滑槽；27、矩形通孔；28、下嵌槽；29、上嵌槽；30、刃部；31、框体；32、放置部；33、配重部。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限于“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本实用新型保护范围或技术方案的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解本发明创造所述的技术方案。

在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

一种岩土性能试验装置，包括上箱体10和下箱体17，上箱体10位于下箱体17的上方，且上箱体10的底面与下箱体17的顶面贴合，所述下箱体17放置于底板14的矩形通孔27内，在矩形通孔27周边的底板14上设置有限位固定板16，限位固定板16通过螺纹孔及限位螺栓15与下箱体17的外侧面接触；所述的底板14在下箱体17的两个平行侧面方向上分别设置有拉压力传感器11、位移传感器18；所述拉压力传感器11设置于位移装置12的轴体端面处且与上箱体10的外侧面接触，所述位移装置12通过位移动力装置13驱动；所述的位移传感器18与上箱体10的外侧面接触，且位移传感器18通过传感器固定座19固定于底板14上；在底板14的两侧还加工有由缺口构成的滑槽26，底板14通过滑槽26与u型支架1相对滑动；所述u型支架1的顶面设置有与其连接的底板齿轮箱2，底板齿轮箱2内设置有通过底板摇杆3驱动的底板连接轴8，底板连接轴8的底端与底板14连接。

实施例2

一种岩土性能实验装置，其中所述的所述上箱体10在与其底面接触的两个相互平行的侧面加工有下嵌槽28，下嵌槽28与下箱体17顶面接触的位置处加工有上嵌槽29，上嵌槽29与下嵌槽28对正后连接有箱体嵌板25，箱体嵌板25放置于上嵌槽29与下嵌槽28形成的空间内；所述箱体嵌板25为l型，其伸出下嵌槽28的部位与箱体套筒23的底面接触；所述下箱体17的底面加工有刃部30，刃部30的纵向截面为倒置的三角形结构；所述箱体套筒23的两侧设置有套筒把手24，箱体套筒23通过套筒把手24实现对箱体嵌板25的下压，以及箱体套筒23在取样完成后从上箱体10、下箱体17上取出。其余部分的结构及连接关系与前述实施例中任意一项所述的结构及连接关系相同，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

实施例3

一种岩土性能试验装置，其中所述所述底板连接轴8分列于底板14的两侧，底板连接轴8穿过底板齿轮箱2下方的底板轴套7后与底板齿轮箱2连接；所述底板齿轮箱2通过底板摇杆3带动底板连接轴8上下运动；所述底板齿轮箱2位于u型支架1的两侧，u型支架1两侧的底板齿轮箱2通过同步杆6连接；所述u型支架1在其中部位置处还设置有压板齿轮箱4，压板齿轮箱4内设置有上下运动的压板轴体20，压板轴体20的底端连接有压板9；所述的压板9的底面与上箱体10的顶面接触；所述u型支架1在压板齿轮箱4的底部还设置有与压板轴体20同轴的压板轴套21，压板轴体20穿过压板轴套21后与压板齿轮箱4连接；所述u型支架1的顶部设置有水平仪22。其余部分的结构及连接关系与前述实施例中任意一项所述的结构及连接关系相同，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，本实用新型继续对其中涉及到的技术特征及该技术特征在本实用新型中所起到的功能、作用进行详细的描述，以帮助本领域的技术人员充分理解本实用新型的技术方案并且予以重现。

如图1至图7所示，本实用新型中所述的岩土性能试验装置，其在使用时需要先将上箱体10与下箱体17对正，上述两者对正后在上嵌槽29和下嵌槽28形成的空间内放置有箱体嵌板25，箱体嵌板25为l型板体。所述箱体嵌板25包括竖板和横板，竖板的外表面能够与上箱体10、下箱体17的外侧面平齐，箱体嵌板25的横板能够搭接有箱体套筒23的底面。箱体套筒23是套接于整个上箱体10及部分下箱体17上的，其内侧面与上箱体10、下箱体17、箱体嵌板25的外侧面贴合，从而将箱体套筒23、上箱体10、下箱体17、箱体嵌板25构成一体。在对土壤进行取样的过程中，操作人员通过手部或者其他辅助工具对箱体套筒23两侧的套筒把手24进行施压，从而通过下箱体17底部的刃部30实现插入土壤内部，至下箱体17的全部、上箱体10的部分没入土壤内停止。

此时，将u型支架1置于上述段落所述装置的上方，通过摇动压板摇杆5使得压板齿轮箱4内的齿轮组能够带动压板轴体20向下运动。这里需要说明的是，压板轴体20的上部是加工有轮齿或其他结构的，其能够在压板齿轮4内齿轮组的作用下实现沿着压板轴套21的上下运动。压板轴套21的作用在于通过密封件起到防尘的作用，基于相同作用，压板齿轮箱4在其上方也设置有伸缩式的防尘罩，以防止灰尘落入压板轴体20伸出压板齿轮箱4的部分。

在本实用新型中，上述段落中所述的压板轴体20的末端是设置有压板9的，压板9在压板轴体20的带动下移动至底面与上箱体10的顶面贴合后停止；此时，操作人员通过手提套筒把手24将箱体套筒23从上箱体10、下箱体17的组合体上脱离。由于压板9作用于上箱体10上，且上箱体10、下箱体17依旧通过各自的嵌槽连接有箱体嵌板25，因此箱体套筒23的脱离并不会对连接的上箱体10、下箱体17的稳定性造成影响。脱离后的箱体套筒通过其上的侧面开口31穿过压板轴体20后去除。

在箱体套筒23脱离后，操作人员需要先将上箱体10外部、下箱体17上半部的土壤去除，并且清理干净上箱体10、下箱体17外部粘连的土壤。清理完成后，下箱体17依旧能够稳定地位于土壤之中，上箱体10的外部土壤被清理以便于外侧面与拉压力传感器11、位移传感器18接触。

在上述段落清理完成后，通过手摇底板摇杆3，通过底板齿轮箱2实现带动底板连接轴8沿着底板轴套7向下运动，直至底板14上的矩形通孔27穿过下箱体17后停止。由于底板14的两侧加工有由缺口构成的滑槽26，因此底板14在沿着u型支架1向下运动的过程中，其状态始终与水平面保持平衡。操作人员仅需在设置u型支架1的时候根据其上的水平仪22调平即可。

在本实用新型中，所述的矩形通孔27的内侧面可与下箱体17的外侧面接触，直至底板14通过能限位固定板16、限位螺栓15与下箱体固定后停止。当底板14通过限位固定板16、限位螺栓15实现与下箱体17的固定后，通过位移动力装置13带动位移装置12使得拉压力传感器11与上箱体10的外侧面接触，调整位移传感器18与上箱体10移动方向的侧面上接触。当位移装置12带动上箱体10相对于下箱体17运动时，其能够在上述两个箱体的结合面上产生对内部土壤样品的剪切力，继而通过读取传感器的数值实现测量。

当上述传感器调整到位时，通过压板摇杆5实现压板齿轮箱4带动压板轴体20向上运动，压板轴体20的向上运动使得压板9与上箱体10脱离。待压板9复位后，将位于上箱体10、下箱体17连接处嵌槽内的箱体嵌板25取出。

位移动力装置13带动位移装置12动作，位移装置12伸出杆端部的拉压力传感器11与上箱体10接触并在伸出杆的推动下将上箱体10推动，推动速度依试验需求而定，例如可以为3mm/min，推动距离可为6mm。

在本实用新型中，所述的上箱体10顶部开口位置处可放置有配重块，配重块的结构如图8所示，其中配重部33能够插入至上箱体10的顶部开口中并且与内部土壤样品顶面接触；配重部33的上方设置有框体31，框体31的内部开有凹槽形式的放置部32，放置部32的横截面与配重部33的横截面相同，不同配重块可通过放置部32与配重部33实现插接。通过配重块可实现对上箱体10、下箱体17内土壤样品施加垂直方向的作用力，继而满足试验多样性的需求。

在本实用新型中，所述的位移传感器18采用的是磁致伸缩位移传感器，本实用新型中所述的位移装置12与位移动力装置13分别为平行式电动缸，位移装置12为缸体部分，位移动力装置13为电机，位移装置12与位移动力装置13平行安装，通过同步带和同步带轮与电动缸中的传动丝杆相连接，除具有直线式电动缸的特点外，并且由于总长短，在安装位置较小的场合比较适用。同时，平行式电动缸选用的同步带，具有强度高、间隙小、寿命长等特点，使得整个电动缸具有较高的控制性和控制精度。

最后，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。