一种新型千斤顶法剪切试验装置的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程测试、岩土工程勘察技术领域，具体为一种新型千斤顶法剪切试验装置。


背景技术：

2.在工程领域，尤其边坡工程、基坑工程、地基基础中，土体发生剪切破坏产生失稳是一种常见的形式。
3.土的抗剪强度定义为土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。在土力学中，采用摩尔-库仑强度准则，用内摩擦角和内聚力来表现土的抗剪强度规律，即是在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长的规律。土的抗剪强度在计算承载力、评价地基稳定性以及计算挡土墙土压力时，都有重要的应用。因此，正确的测定土的抗剪强度，在计算和评价土体的性质有重要的意义。根据土体受力面和受力方式不同，测定土的抗剪强度的方法和仪器也不同，常用的方法主要有室内的直接剪切试验、无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验及原位的十字板剪切试验等。
4.室内的直剪试验由于直剪仪构造问题，使土样无法完全封闭，这就造成无论剪切速度多快，孔隙水总会沿着土样和环刀之间的缝隙流失，这就不能保证抗剪强度是在严格不排水条件下测定的，也不能量测试样内孔隙水压力的变化。快剪试验的结果特别离散，而且内摩擦角往往偏大，用于工程是偏于危险的。为此，我们提出一种新型千斤顶法剪切试验装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型千斤顶法剪切试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型千斤顶法剪切试验装置，包括放置在试坑内部的剪力盒，所述剪力盒由底部开口的u型座与两组立板组成，所述立板顶端卡设在u型座侧面的卡槽内，并通过连接螺钉将立板固定，所述剪力盒套在试样上，所述剪力盒顶部设置有承压板，所述承压板顶部设置有滑座，所述滑座顶部连接有法向千斤顶，所述法向千斤顶顶部安装连接块，所述连接块两侧通过加压反力装置与试坑内壁的定位板连接，所述剪力盒侧面设置有横向千斤顶。
7.优选的，所述法向千斤顶和横向千斤顶上对应设置有第一压力表和第二压力表。
8.优选的，所述剪力盒边长50-70.7cm，高10-20cm，且其下端设置有刃口。
9.优选的，所述试样外形与剪力盒内腔匹配。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种新型千斤顶法剪切试验装置，结构设计简单合理，具有较强的实用性，将试验过程在试坑内部进行，现场大型剪切试验土样的受剪面积比室内试验大很多，且又是在现场进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态下的条件，试验结果更能满足实际工程的需求，将剪力盒设计成可拆卸组装的形式，方
便对其进行运输，且可以方便对剪力盒内部进行清理，以解决常见剪力盒机构固定而难以进行内部清理的问题，在法向千斤顶、第一压力表、横向千斤顶和第二压力表等结构配合下，可以快速完成剪切对照试验，加快了试验进程。
附图说明
11.图1为本实用新型结构示意图。
12.图2为本实用新型剪力盒与试样结构示意图。
13.图中：1试坑、11剪力盒、12u型座、13卡槽、14立板、15连接螺钉、16试样、17承压板、18滑座、19法向千斤顶、2连接块、21加压反力装置、22定位板、23第一压力表、24横向千斤顶、25第二压力表。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种新型千斤顶法剪切试验装置，包括放置在试坑1内部的剪力盒11，剪力盒11由底部开口的u型座12与两组立板14组成，立板14顶端卡设在u型座12侧面的卡槽13内，并通过连接螺钉15将立板14固定，剪力盒11边长50-70.7cm，高10-20cm，且其下端设置有刃口。
16.通过将剪力盒11采用分离设计，在连接螺钉15作用下将u型座12与两组立板14组装成型，可以方便对剪力盒11进行拆装，从而方便对设备进行运输，另外可以方便对剪力盒11内部进行清理，将剪力盒设计成可拆卸组装的形式，方便对其进行运输，且可以方便对剪力盒内部进行清理，以解决常见剪力盒机构固定而难以进行内部清理的问题。
17.在另一个可选的实施例中，剪力盒11的形状采用一体成型的圆形形状，其圆形面积为1000c
㎡
,高25cm，下端亦有刃口。
18.进行工作时，用下端带有刃口的剪力盒11，边压入土体边削去剪力盒11外侧土体，一直到剪力盒11全部切入到预定的试验深度为止，沿刃口的深度将周围土体削除，形成与剪切面一致的试坑基底平面，同时修剪剪力盒11中试样的顶面,使试样顶面超出剪力盒11顶面1cm左右，并使其保持平整。
19.试样制备完成后，可安装法向应力施加装置和水平推力施加装置：即法向千斤顶19和横向千斤顶24。
20.剪力盒11套在试样16上，试样16外形与剪力盒11内腔匹配，剪力盒11顶部设置有承压板17，承压板17形状与剪力盒11一致，尺寸应略小于剪力盒11，厚度以在垂直压力下不产生变形为限，其作用为传递垂直压力给土样。
21.承压板17顶部设置有滑座18，滑座18顶部连接有法向千斤顶19，法向千斤顶19顶部安装连接块2，连接块2两侧通过加压反力装置21与试坑1内壁的定位板22连接，加压反力装置21有地锚反力、斜撑反力或直接采用重物加荷等方法，剪力盒11侧面设置有横向千斤顶24，法向千斤顶19和横向千斤顶24上对应设置有第一压力表23和第二压力表25，所述第
一压力表23和第二压力表25为对应的千斤顶自带压力表，在两者作用下可以实时监测法向千斤顶19与横向千斤顶24的受力情况，在法向千斤顶19、第一压力表23、横向千斤顶24和第二压力表25等结构配合下，可以快速完成剪切对照试验，加快了试验进程。
22.试验时将试样16推入剪力盒11内，分别在不同的垂直压力p下，施加剪切力进行剪切，使试样在剪力盒11之间的水平面上发生剪切至破坏，求得破坏时的剪切应力τ，根据库伦定律确定土的抗剪强度参数:内摩擦角q和粘聚力c，直剪试验所测得的岩土体的抗剪强度，在工程应用中具有重要的参考价值
23.工作原理：
24.该种新型千斤顶法剪切试验装置，具体的试验方法如下：
25.试验是在方形试坑1内进行，试坑1横向尺寸不小于剪力盒11边长的三倍，当试坑11挖好后，根据剪力盒11的大小修整土样，并将剪力盒11套在试样16上，顶面削平，然后安装其他设备；
26.通过法向千斤顶19对剪力盒11施加压力，分级施加垂直荷载至预定压力，每隔5min记录第一压力表23读数一次，当5min内变化不超过0.05mm时，即认为稳定，再加下一级荷载；
27.预定垂直荷载稳定后，启动横向千斤顶24开始施加水平推力，控制推力徐徐上升，直到第二压力表25的表压不再升高或后退为止，并记录最大水平推力读数；在现场对几个式样施加不同的法向荷载，待其固结稳定后再施加水平剪力使其破坏，同时记录下几个样式破坏时的剪切应力,绘制出剪应力与法向应力的关系曲线，继而可以得到土体在特定破坏面上的抗剪强度参数。
28.按以上方法在不同垂直压力下做三组以上的试验，得到三对以上的垂直压力和对应的水平推力读数。
29.由于现场直剪试验土样的受剪面积比室内试验大得多，且又是在现场直接进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态，得出的结果更加符合实际工程的技术要求，现场直剪试验适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它们所组成的混合土层检测作业。
30.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。