一种剪切装置

1.本技术涉及岩土工程试验的技术领域，更具体地说，本技术涉及一种剪切装置。


背景技术：

2.岩体和土体的剪切特性对于边坡工程、隧道工程等岩土工程的稳定性评价至关重要，目前，大多数研究采用室内直接剪切试验获得岩土体的剪切特性和相关参数，从而为试验研究需要和后期数值模拟的相关工作提供依据。
3.在现有技术中，直接剪切试验所采用的剪切盒，对于试样的安装和拆卸作业均不方便，且没有预留应变、声发射和加速度等检测试样剪切参数的传感器的安装空间，每次剪切试验需要重新在试样上安装传感器，安装困难且费时，且岩样安放位置不统一，使得剪切力的作用线很难与剪切盒的形心重合，导致试验结果有所误差。
4.因此，有必要提出一种剪切装置，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

5.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
7.为此，本发明提供了一种剪切装置。
8.有鉴于此，根据本技术实施例提出了一种剪切装置，包括：
9.剪切盒组，所述剪切盒组包括上部剪切盒和下部剪切盒；
10.第一固定件，套设于所述上部剪切盒；
11.第二固定件，套设于所述下部剪切盒；
12.两个安装板组，分别设置于所述第一固定件和所述第二固定件，所述安装板组形成有放置空间，用于放置试样，其中，所述试样与所述安装板组之间存在间隙；
13.传感器组件，连接于所述安装板组，用于检测所述试样的剪切试验参数，其中，所述剪切试验参数包括：试样裂纹的相对位置。
14.在一种可行的实施方式中，所述安装板组包括：
15.两个板体，两个所述板体平行设置于所述第一固定件或第二固定件内，所述两个板体之间形成有所述放置空间，其中，所述试样与两个所述板体之间均存在间隙；
16.所述板体开设有多个网格孔，所述传感器组件通过所述网格孔连接于所述板体。
17.在一种可行的实施方式中，所述传感器组件包括：
18.声发射传感器；
19.卡套，套设于所述声发射传感器，所述卡套设置有卡钮，所述卡钮通过所述网格孔连接于所述板体。
20.在一种可行的实施方式中，所述剪切装置还包括：
21.第一承压钢板，所述第一固定件的顶部开设有第一通孔，所述第一承压钢板穿过所述第一通孔抵接于所述上部剪切盒；
22.第一油泵，抵接于所述第一承压钢板，用于对所述上部剪切盒施加法向载荷。
23.在一种可行的实施方式中，所述剪切装置还包括：
24.第二承压钢板，所述第一固定件和所述第二固定件的侧壁均开设有第二通孔，所述第二承压钢板穿过所述第一固定件处的所述第二通孔抵接于所述上部剪切盒；所述第二承压钢板穿过所述第二固定件处的所述第二通孔抵接于所述下部剪切盒；
25.第二油泵，抵接于所述第二承压钢板，用于对所述上部剪切盒和所述下部剪切盒施加切向载荷。
26.在一种可行的实施方式中，所述剪切装置还包括：
27.第一杆体，连接于所述第一固定件处的所述安装板组靠近所述第二固定件的一端；
28.第二杆体，连接于所述第二固定件处的所述安装板组靠近所述第一固定件的一端；
29.所述传感器组件还包括应变片传感器，所述应变片传感器分别设置在所述第一杆体和所述第二杆体处，用于采集试样接触缝的局部瞬时滑移应变数据。
30.在一种可行的实施方式中，所述第一杆体和所述第二杆体的端面处开设有角槽，所述应变片传感器设置于所述角槽内；
31.所述角槽的角度为40
°
至50
°
。
32.在一种可行的实施方式中，所述第一杆体设置有多个，多个所述第一杆体间隔排列，且相邻的所述第一杆体间隙相等；
33.所述第二杆体和所述第一杆体的数量相同，且所述第二杆体的位置和所述第一杆体的位置相对应。
34.在一种可行的实施方式中，所述网格孔为方形孔，所述方形孔的长度为1厘米至3厘米；或
35.所述网格孔为圆形孔，所述圆形孔的直径为1厘米至3厘米。
36.在一种可行的实施方式中，所述第一固定件、所述第二固定件和所述安装板组均选用透明材质制成。
37.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：本技术实施例提供的剪切装置设置有剪切盒组、第一固定件、第二固定件、两个安装板组和传感器组件。其中，剪切盒组包括：上部剪切盒和下部剪切盒，第一固定件套设于上部剪切盒，第二固定件套设于下部剪切盒，且第一固定件和第二固定件均设置有安装板组，安装板组用于安装传感器组件，且安装板组形成有放置空间，在放置空间内可放置试样，向上部剪切盒施加法向载荷或向上部剪切盒和/或下部剪切盒施加切向载荷，以对试样进行剪切试验。通过传感器组件检测试样的剪切试验参数。如此设置，通过将安装板组固定于第一固定件和第二固定件，使得试样位置固定，从而保证剪切力对试样的作用线与剪切盒的形心重合，减少试验误差，同时，将传感器组件设置在安装板组上，可根据试验要求调整传感器在安装板组上的位置即可，无需在试样上布置传感器，提高传感器的安装效率，降低安装难度。
38.本发明的剪切装置，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，
部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
39.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
40.图1为本技术实施例提供的一种剪切装置的示意性结构图；
41.图2为本技术实施例提供的一种第一固定件和安装板组的一个角度的装配示意图；
42.图3为本技术实施例提供的一种第一固定件和安装板组的另一个角度的装配示意图；
43.图4为本技术实施例提供的一种第二固定件和安装板组的一个角度的装配示意图；
44.图5为本技术实施例提供的一种第二固定件和安装板组的另一个角度的装配示意图；
45.图6为本技术实施例提供的一种传感器组件的示意性结构图。
46.其中，图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
47.110剪切盒组，111上部剪切盒，112下部剪切盒，120第一固定件，121第一通孔，122第二通孔，130第二固定件，140安装板组，141板体，142网格孔，150传感器组件，151声发射传感器，152卡套，153卡钮，154应变片传感器，160第一承压钢板，161第二承压钢板，170第一油泵，171第二油泵，180第一杆体，190第二杆体，200试样。
具体实施方式
48.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
49.如图1至图5所示，根据本技术实施例提出了一种剪切装置，包括：剪切盒组110，上述剪切盒组110包括上部剪切盒111和下部剪切盒112；第一固定件120，套设于上述上部剪切盒111；第二固定件130，套设于上述下部剪切盒112；两个安装板组140，分别设置于上述第一固定件120和上述第二固定件130，上述安装板组140形成有放置空间，用于放置试样200，其中，上述试样200与上述安装板组140之间存在间隙；传感器组件150，连接于上述安装板组140，用于检测上述试样200的剪切试验参数，其中，上述剪切试验参数包括：试样200裂纹的相对位置。
50.可以理解的是，本技术实施例提供的剪切装置设置有剪切盒组110、第一固定件120、第二固定件130、两个安装板组140和传感器组件150。其中，剪切盒组110包括：上部剪切盒111和下部剪切盒112，第一固定件120套设于上部剪切盒111，第二固定件130套设于下部剪切盒112，且第一固定件120和第二固定件130均设置有安装板组140，安装板组140用于安装传感器组件150，且安装板组140形成有放置空间，在放置空间内可放置试样200，向上
部剪切盒111施加法向载荷或向上部剪切盒111和/或下部剪切盒112施加切向载荷，以对试样200进行剪切试验。通过传感器组件150检测试样200的剪切试验参数。如此设置，通过将安装板组140固定于第一固定件120和第二固定件130，使得试样200位置固定，从而保证剪切力对试样200的作用线与剪切盒的形心重合，减少试验误差，同时，将传感器组件150设置在安装板组140上，可根据试验要求调整传感器在安装板组140上的位置即可，无需在试样200上布置传感器，提高传感器的安装效率，降低安装难度。
51.可以理解的是，试样200放入放置空间后，试样200与安装板组140之间存在间隙，以保证试样200与安装板组140不会产生摩擦，保证试验结果准确。
52.可以理解的是，第一固定件120与上部剪切盒111贴合，使得对第一固定件120施加的力能够良好地传递至上部剪切盒111，同时减少第一固定件120受力变形量。同理，第二固定件130与下部剪切盒112贴合。安装板组140设置在第一固定件120和第二固定件130的中心位置，同时，剪切盒组110放置于剪切仪切向和法向加载的中心位置，以保证剪切力对试样200的作用线与剪切盒的形心重合，试验结果准确。
53.在一些示例中，如图1至图5所示，上述安装板组140包括：两个板体141，两个上述板体141平行设置于上述第一固定件120或第二固定件130内，上述两个板体141之间形成有上述放置空间，其中，上述试样200与两个上述板体141之间均存在间隙；上述板体141开设有多个网格孔142，上述传感器组件150通过上述网格孔142连接于上述板体141。
54.可以理解的是，安装板组140设置有两个板体141，且两个板体141平行设置于第一固定件120或第二固定件130的中心位置处，且两个板体141之间形成有放置空间，以放置试样200，两个板体141的间距可根据试样200的尺寸调整。在试样200放置于放置空间内的情况下，试样200与两侧的板体141之间均留有间隙，以避免试样200与板体141摩擦，保证试验准确性。且板体141上开设有多个网格孔142，以使传感器组件150通过网格孔142连接于板体141，且针对不同的试样200以及试验要求，可通过将传感器组件150对应于不同的网格孔142，改变传感器组件150相对于试样200的位置。每个网格孔142的尺寸一致，使得网格孔142可作为传感器组件150移动距离的标尺，使得传感器的移动更加快速且精准，提高试验效率。
55.在一些示例中，如图6所示，上述传感器组件150包括：声发射传感器151；卡套152，套设于上述声发射传感器151，上述卡套152设置有卡钮153，上述卡钮153通过上述网格孔142连接于上述板体141。
56.可以理解的是，传感器组件150设置有声发射传感器151，通过发出声波检测试样200在剪切力的作用下产生的裂纹的相对位置。卡套152套设于声发射传感器151，且卡套152的一端设置有卡钮153，卡钮153和网格孔142的形状一致，且卡钮153与网格孔142过盈配合，以通过卡钮153将声发射传感器151固定于网格孔142处，保证声发射传感器151与试样200紧密贴合，同时防止试验过程中，声发射传感器151脱落，提高可靠性。
57.可以理解的是，可同时在网格孔142处布置多个声发射传感器151，形成检测矩阵，以保证检测的数据全面性，提高试验结果准确性。
58.在一些示例中，如图1至图3所示，上述剪切装置还包括：第一承压钢板160，上述第一固定件120的顶部开设有第一通孔121，上述第一承压钢板160穿过上述第一通孔121抵接于上述上部剪切盒111；第一油泵170，抵接于上述第一承压钢板160，用于对上述上部剪切
盒111施加法向载荷。
59.可以理解的是，剪切装置还设置有第一承压钢板160，具体地，在第一固定件120的顶部开设有第一通孔121，将第一承压钢板160穿过第一通孔121抵接于上部剪切盒111，以固定上部剪切盒111的位置，防止上部剪切盒111移动。同时，剪切仪通过第一油泵170向上部剪切盒111施加法向载荷，保证上部剪切盒111受力均匀稳定。
60.可以理解的是，第一通孔121可为矩形孔，方形孔的尺寸可根据承压钢板的尺寸调节，示例性的，矩形孔的尺寸为长60mm，宽45mm，承压钢板的尺寸略小于矩形孔尺寸，以穿过矩形孔。
61.在一些示例中，如图1至图5所示，上述剪切装置还包括：第二承压钢板161，上述第一固定件120和上述第二固定件130的侧壁均开设有第二通孔122，上述第二承压钢板161穿过上述第一固定件120处的上述第二通孔122抵接于上述上部剪切盒111；上述第二承压钢板161穿过上述第二固定件130处的上述第二通孔122抵接于上述下部剪切盒112；第二油泵171，抵接于上述第二承压钢板161，用于对上述上部剪切盒111和上述下部剪切盒112施加切向载荷。
62.可以理解的是，剪切装置还设置有第二承压钢板161和第二油泵171。具体地，在第一固定件120和第二固定件130的相对侧壁处均开设有第二通孔122，第二承压钢板161可穿过第一固定件120处的第二通孔122抵接于上部剪切盒111，第二承压钢板161可穿过第二固定件130处的第二通孔122抵接于下部剪切盒112，剪切仪通过第二油泵171抵接于第二承压钢板161，以对上部剪切盒111和下部剪切盒112分别施加切向载荷，以便于后续分析试样200接触缝的局部瞬时滑移应变，以模拟分析断层滑移的相关规律。且保证切向上受力均匀，从而降低试验数据误差，提高准确性。
63.可以理解的是，在做分析断层的局部滑移规律的剪切试验时，试样200可分为两部分，且两部分试样200的连接处为上部剪切盒111与下部剪切盒112的连接处。对上部剪切盒111与下部剪切盒112分别施加相对方向的切向载荷，即可模拟断层滑移。
64.在一些示例中，如图1至图5所示，上述剪切装置还包括：第一杆体180，连接于上述第一固定件120处的上述安装板组140靠近上述第二固定件130的一端；第二杆体190，连接于上述第二固定件130处的上述安装板组140靠近上述第一固定件120的一端；上述传感器组件150还包括应变片传感器154，上述应变片传感器154分别设置在上述第一杆体180和上述第二杆体190处，用于采集试样200接触缝的局部瞬时滑移应变数据。
65.可以理解的是，剪切装置还设置有第一杆体180和第二杆体190，其中，第一杆体180连接于第一固定件120处的安装板组140靠近于第二固定件130的一端，第二杆体190连接于第二固定件130处的安装板组140靠近于第一固定件120的一端，如此设置，在做分析断层的局部滑移规律的剪切试验的情况下，第一杆体180抵接于上部剪切盒111部分的试样200，第二杆体190抵接于下部剪切盒112部分的试样200。传感器组件150还设置有应变片传感器154，应变片传感器154设置于第一杆体和第二杆体190，以分别检测两部分试样200在受到切向载荷后，两部分试样200接触缝的局部瞬间滑移应变，从而模拟分析断层滑移的相关规律。通过第一杆体180和第二杆体190固定应变片传感器154，保证应变片传感器154只检测剪切方向的试样200应变滑移，避免受到法向载荷的影响，保证检测数据准确。
66.在一些示例中，上述第一杆体180和上述第二杆体190的端面处开设有角槽，上述
应变片传感器154设置于上述角槽内；上述角槽的角度为40
°
至50
°
。
67.可以理解的是，在第一杆体180和第二杆体190的端面处开设有角槽，角槽的角度范围为40
°
至50
°
，优先选用45
°
，通过设置角槽便于应变片传感器154的粘贴，同时保证粘贴角度准确性，为后期分析提供准确数据，且能避免由于试验过程中试样200的破坏造成的数据确实。
68.在一些示例中，如图4和图5所示，上述第一杆体180设置有多个，多个上述第一杆体180间隔排列，且相邻的上述第一杆体180间隙相等；上述第二杆体190和上述第一杆体180的数量相同，且上述第二杆体190的位置和上述第一杆体180的位置相对应。
69.可以理解的是，如此设置，能够使得第一杆体180和第二杆体190设置的应变片传感器154设置位置对应，通过多个应变片传感器154检测两部分试样200在受到切向载荷后，接触缝的多处位置的局部瞬间滑移应变，保证模拟分析断层滑移规律时能够得到大量试验数据支持，保证结果准确性。
70.在一些示例中，上述网格孔142为方形孔，上述方形孔的长度为1厘米至3厘米；或上述网格孔142为圆形孔，上述圆形孔的直径为1厘米至3厘米。
71.可以理解的是，网格孔142可根据实际需求情况选择方形孔或圆形孔，同样的卡钮153的形状和网格孔142形状保持一致，方形孔的边长为1厘米至3厘米，圆形孔的直径为1厘米至3厘米。且网格孔142的间距根据试验需求调整。
72.在一些示例中，上述第一固定件120、上述第二固定件130和上述安装板组140均选用透明材质制成。
73.可以理解的是，第一固定件120、第二固定件130和安装板均可选用透明材质制成，以便于观察试样200在剪切试验中的状态。
74.示例性的，可选用亚克力材质，具有高透明度，易于机械加工的优点，且结构强度较高，第一固定件120和第二固定件130的厚度可根据试验载荷设置为0.5厘米至2厘米。
75.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
76.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
77.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。