專利名稱：一種土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀，適用于
土工合成材料和土之間、土工合成材料之間剛性和柔性兩種性質(zhì)的直剪試驗。
背景技術(shù)：
目前一般是通過室內(nèi)的直剪試驗來研究界面的剪切特性的，但是目前研制的大型 直剪儀存在一些不足，如只適用于土工合成材料之間的界面剪切試驗，而不能適用于土工 合成材料與細顆粒材料之間的剪切試驗；或者上下剪切盒尺寸相等，在剪切過程中，受剪面 發(fā)生變化，須在計算過程中給予一定的修訂，從而導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)的有效性較差；或在剪切過 程中，由于受到較大的正應(yīng)力，常常出現(xiàn)土工合成材料不能很好的固定在剪切盒上。本研究 是在現(xiàn)有大型直剪儀的基礎(chǔ)上，對剪切盒進行改裝而成的，該裝置具有可通過調(diào)整不銹鋼 墊片的厚度和數(shù)量來調(diào)整下剪切面的高度，上剪切面積大于上剪切面積，用不銹鋼壓條壓 緊土工合成材料，所用材質(zhì)相對較輕等優(yōu)點，很好地解決了土工合成材料與土之間、土工合 成材料之間剛性和柔性兩種性質(zhì)的直剪試驗同時在一臺儀器上進行試驗的可能，并也解決 了在剪切過程中剪切面積變化的問題，具有一定的實用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決目前的直剪儀剪切盒或不能保證在剪切過程中剪切面積 不變，或不能同時進行土工合成材料與土之間的直剪試驗和土工合成材料之間的直剪試驗 的問題，本發(fā)明提供一種土工合成材料之間及土工合成材料_ 土之間大型直剪儀，既能進 行土工合成材料與土之間的直剪試驗，又能進行土工合成材料之間剛性和柔性兩種性質(zhì)直 剪試驗的大型直剪儀，同時該儀器還能保證在剪切過程中剪切面積不變，以及依據(jù)試驗材 料高度的不同調(diào)整下剪切面。該剪切盒結(jié)構(gòu)合理、簡單，操作方便，可提高試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 性，大大增加了試驗裝置的利用率。
為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 —種土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀，包括下剪切盒、上
剪切盒和傳壓板，其特征在于上剪切盒或上剪切板與下剪切盒中心線對齊，傳壓板的外圍
與上剪切盒的內(nèi)側(cè)相配合；在下剪切盒內(nèi)放一"II"字型板架，在"II"字型板架的下方，依
據(jù)試驗材料高度的不同放置不同厚度和數(shù)量的不銹鋼墊片。上剪切盒依據(jù)試驗材料的類
型，可添置兩塊內(nèi)擋板或在上剪切盒內(nèi)放置上剪切板。其中，所述上剪切盒外圍尺寸為340mmX250mmX100mm。其中，所述上剪切盒內(nèi)擋板所圍成的剪切盒內(nèi)尺寸為200mmX200mmX100mm。 其中，所述每個內(nèi)擋板底部有5個螺孔，可通過不銹鋼壓條，將土工合成材料固定
在其下表面，并在固定好的土工合成材料上裝土。其中，所述下剪切盒內(nèi)"II"字型板架尺寸為296mmX250mmX182mm。
其中，所述"II"字型板架四周在沿其短邊方向有凹陷寬度為20mm，斜向?qū)挾葹?0mm， 深度為3mm的凹槽，沿長邊方向有凹陷寬度為10mm，斜向?qū)挾葹?mm，深度為3mm的凹槽。
其中，所述"II"字型板架四周的四個凹槽上共有22個螺孔，可通過不銹鋼壓條， 將土工合成材料固定在其表面。 其中，所述下剪切盒內(nèi)"II"字型板架，可依據(jù)試驗材料高度的不同，調(diào)整放在
"II"字型板架底部不銹鋼墊片的厚度和數(shù)量，以保證下剪切面不變。其中，所述上剪切板尺寸為300mmX200mmX20mm。其中，所述上剪切板沿短邊方向有凹陷寬度為30mm，深度為3mm的凹槽。 其中，所述上剪切板短邊凹槽上共有10個螺孔，可通過不銹鋼壓條，將土工合成
材料固定在其表面。 其中，所述下剪切盒內(nèi)"II"字型板架、上剪切盒、內(nèi)擋板、上剪切板皆由鋁制材料 制成。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點 1 、由于下剪切盒內(nèi)"11"字型板架可依據(jù)試驗材料高度的不同，放置不同數(shù)量和厚
度的不銹鋼墊片，因此可調(diào)整下剪切面的高度，從而保證上下剪切面在試驗過程中的有效
接觸，有利于提高數(shù)據(jù)精度。 2、由于上剪切盒采用內(nèi)擋板，并在內(nèi)擋板上預(yù)留螺孔，因此可同時對土工合成材 料與土、土工合成材料之間剛性和柔性兩種性質(zhì)的直剪試驗，提高了試驗儀器的使用率。
3、由于下剪切盒尺寸比上剪切盒或上剪切板尺寸大，可以有效保證在試驗過程 中，剪切面積不變。 4、除不銹鋼壓條外，其余材料均采用鋁制材料制成，相比常規(guī)的鑄銅材料，不銹鋼 材料，具有質(zhì)量輕，能適當(dāng)減小系統(tǒng)摩擦，且價格低廉。


圖1本發(fā)明一個實例直剪儀的剪切盒的剖面圖。 圖2本發(fā)明另外一個實例直剪儀的剪切盒的剖面圖。 圖3上剪切盒的俯視圖。 圖4圖2中A-A處剖面圖。 圖5圖2中內(nèi)隔橫板的剖面圖。 圖6下剪切盒的俯視圖。 圖7下剪切盒橫向的剖面圖。 圖8下剪切盒縱向的剖面圖。 圖9上剪切板的俯視圖。 圖10上剪切板的剖面圖。 圖ll壓條的俯視圖。 圖12壓條的剖面圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例結(jié)合

如下如圖1所示，本土工合成材料之間及土工合成材料_ 土之間大型直剪儀，包括下剪切盒1、上剪切盒2和傳壓板3，上剪切盒2與下剪切盒1中心線對齊，傳壓板3的外圍與上剪切盒2的內(nèi)圍相配合；在下剪切盒1內(nèi)放一"II"字型板架5，在"II"字型板架5的下方，可以依據(jù)試驗材料高度的不同放置不同厚度和數(shù)量的不銹鋼墊片6。圖1示出，"II"字型板架5比下剪切盒內(nèi)尺寸要稍微小一點，這是為了方便"11"字型板架的進出。參見圖1 ，" 11"字型板架5的高度要比下剪切盒內(nèi)高度低8mm，這是為了保證在對不同高度土工合成材料進行直剪試驗時，由于試驗材料本身高度的變化，導(dǎo)致剪切面相應(yīng)發(fā)生變化，故通過調(diào)整"II"字型板架5下不銹鋼墊片厚度和數(shù)量來調(diào)整受剪面，以保證上下剪切面在試驗過程中的有效接觸，有利于試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
圖3、圖4和圖5可清楚的看到在上剪切盒中間四塊內(nèi)擋板7，形成一邊長為200mm的正方形剪切盒，該內(nèi)擋板7用螺絲8固定在上剪切盒的外圍擋板上，從而實現(xiàn)土工合成材料11和土 12之間的直剪試驗；在橫向內(nèi)擋板7的下部，有5個預(yù)留的螺孔，可以通過不銹鋼鋼條10將土工合成材料11固定在橫向內(nèi)擋板7外側(cè)，之后，在正方形剪切盒內(nèi)裝土 12，從而實現(xiàn)土工合成材料_ 土工合成材料_ 土之間的直剪試驗。 參見圖6、圖7和圖8， " 11"字型板架5本身是通過螺絲8加以拼裝，在"11"字型板架5的上表面，四周凹陷并有預(yù)留螺孔，其中，由于剪切試驗中剪切的運動方向是沿長邊進行的，故在"II"字型板架5的短邊凹槽9尺寸相對較大，長邊凹槽9放置不銹鋼壓條10進行加強，防止在剪切過程中，由于受到較大的摩擦力，土工合成材料11從不銹鋼壓條10中拔出或移位。 由圖9和圖10可知，上剪切板4短邊兩端有預(yù)留凹槽9和螺孔，可以通過不銹鋼壓條IO，將土工合成材料11固定在上剪切板4的兩端，從而實現(xiàn)土工合成材料之間的直剪試驗。 圖11和圖12可以看到不銹鋼壓條10的形狀以及其上螺孔的布置。
具體試驗方法 本發(fā)明實施例直剪儀的試驗過程，其特征在于具體操作步驟如下 1、依據(jù)試驗材料高度的不同，調(diào)整"II"字型板架5下方不銹鋼墊片的厚度和數(shù) 2、用螺絲8通過不銹鋼壓條10將土工合成材料11固定在"II"字型板架5上的條形凹槽9上； 3、若試驗是進行土工合成材料11與土 12之間的直剪試驗，則在固定好土工合成材料11的"II"字型板架5上，放置已固定好內(nèi)擋板7的上剪切盒2，分層裝入土 12并擊實； 4、在擊實好的土 12表面放置傳壓板3 ; 5、放置好位移傳感器和應(yīng)力傳感器，設(shè)定好正應(yīng)力和剪切速度，就可以開始進行直剪試驗； 6、若試驗是進行土工合成材料11之間的直剪試驗，則在固定好土工合成材料11的"II"字型板架5上，放置上剪切板4(凹槽面向下)，用螺絲8將土工合成材料11用不銹鋼壓條10固定在上剪切板4兩端的條形凹槽9上，再將上剪切盒2套在上剪切板4上，然后裝入土12，余下同第4、5條； 7、若試驗是進行土工合成材料11-土工合成材料11-土 12之間的直剪試驗，則在
5固定好土工合成材料ll的"II"字型板架5上，放置固定好內(nèi)擋板7的上剪切盒2，用螺絲8通過不銹鋼壓條10將土工合成材料11固定在內(nèi)擋板7的外側(cè)，再分層裝入土并擊實，余下同第4、5條。
權(quán)利要求
一種土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀，包括下剪切盒(1)、上剪切盒(2)和傳壓板(3)，其特征在于上剪切盒(2)與下剪切盒(1)中心線對齊，傳壓板(3)的外圍與上剪切盒(2)的內(nèi)側(cè)相配合；在下剪切盒(1)內(nèi)放一“II”字型板架(5)，在“II”字型板架(5)的下方，依據(jù)試驗材料高度的不同放置不同厚度或數(shù)量的不銹鋼墊片(6)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工合成材料之間及土工合成材料_ 土之間大型直剪儀，其 特征在于可用螺絲(8)將兩塊內(nèi)擋板(7)固定在上剪切盒(2)的兩個內(nèi)壁上，或在上剪切 盒(2)內(nèi)放置上剪切板(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀，其 特征在于所述"II"字型板架(5)表面四周沿長邊、短邊方向有條形凹槽(9)，可用螺絲(8) 將土工合成材料(11)通過不銹鋼壓條(10)固定在"II"字型板架(5)端部的條形凹槽(9) 上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀，其 特征在于所述通過螺絲(8)用不銹鋼壓條(10)將土工合成材料(11)固定在內(nèi)擋板(7)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀，其 特征在于所述上剪切板(4)沿短邊兩端設(shè)置有條形凹槽(9)，可用螺絲(8)將土工合成材料 (11)通過不銹鋼壓條(10)固定在上剪切板(4)端部的條形凹槽(9)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土工合成材料之間及土工合成材料-土之間大型直剪儀。它包括下剪切盒、上剪切盒和傳壓板。上剪切盒與下剪切盒中心線對齊，傳壓板的外圍與上剪切板的內(nèi)側(cè)相配合；在下剪切盒內(nèi)放一“II”字型板架，在“II”字型板架的下方，依據(jù)試驗材料高度的不同放置不同厚度和數(shù)量的不銹鋼墊片；上剪切盒依據(jù)試驗材料的類型，可放置兩塊內(nèi)擋板或在上剪切盒內(nèi)放置上剪切板。本發(fā)明公開的剪切盒改裝解決了以往不能同時對土工合成材料和顆粒性材料或土工合成材料之間的直剪試驗，結(jié)構(gòu)合理、簡單、操作方便，能用于土工合成材料與顆粒性材料之間，土工合成材料之間剛性和柔性兩種直剪試驗，能保證在試驗過程中有效剪切面積不變、試件能均勻受力以及剪切盒與試樣的密貼，提高試驗成果的準(zhǔn)確性，大大增加了試驗裝置的利用率。
文檔編號G01N3/24GK101726443SQ20091020053
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者張孟喜, 高俊麗 申請人:上海大學(xué)