專利名稱：大型直剪儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種大型直剪儀，其適用于室內(nèi)或者巖土體的直剪試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
巖土工程的失穩(wěn)絕大多數(shù)是有剪切破壞引起的，準(zhǔn)確確定巖土體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)在巖土工程建設(shè)中有重要意義，目前，常用的抗剪強(qiáng)度參數(shù)測(cè)定方法有三軸試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)，其中直剪試驗(yàn)由于操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣而應(yīng)用最為普遍。國(guó)內(nèi)外眾多的工程設(shè)計(jì)、施工均將直剪試驗(yàn)作為測(cè)定巖土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的主要手段之一。大型直剪試驗(yàn)因?yàn)榭梢圆捎么蟪叽缭嚇?，一定程度上改善了土體邊界受力條件，克服了尺寸效應(yīng)和邊界效應(yīng)的影響，因此大型直剪試驗(yàn)結(jié)果對(duì)于巖土工程穩(wěn)定性分析更具參考意義。鑒于大型直剪儀在巖土工程中的重要作用，國(guó)內(nèi)很多高校和科研機(jī)構(gòu)均配備大型直剪儀，但現(xiàn)有技術(shù)的大型直剪儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自重大，造價(jià)也高，同時(shí)在降低剪切盒之間的摩擦力方面處理略有欠缺，這些都限制了該類型設(shè)備的普遍使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種大型直剪儀，在能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)大尺寸試樣直剪試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，保持設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和操作方便，并提高其可靠性。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種大型直剪儀，其包括有底板及固定于所述底板上的剪切盒，所述剪切盒上盒及剪切盒下盒，其還包括有頂擋板、一對(duì)立柱、橫向液壓動(dòng)力裝置及豎向液壓動(dòng)力裝置，所述立柱固定于所述底板上，且所述立柱分別位于所述剪切盒的兩側(cè)，所述頂擋板固定于所述立柱的上端，所述豎向液壓動(dòng)力裝置固定于剪切盒的上方，并與所述頂擋板固定，所述橫向液壓動(dòng)力裝置固定于所述剪切盒的側(cè)邊。通過(guò)所述頂擋板、所述立柱及所述底板形成框架結(jié)構(gòu)，通過(guò)簡(jiǎn)單的框架結(jié)構(gòu)承受所述大型直剪儀在工作時(shí)的內(nèi)力；同時(shí)，通過(guò)所述豎向液壓動(dòng)力裝置及所述橫向液壓動(dòng)力裝置分別對(duì)所述剪切盒內(nèi)試樣施加豎向壓力和水平剪切力，實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣豎向加壓的同時(shí)水平向剪切的目的，改善現(xiàn)有大型直剪儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自重大、造價(jià)高等不足。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述底板上固定有一對(duì)第一導(dǎo)軌，所述剪切盒下盒上設(shè)有與所述第一導(dǎo)軌配合的滑塊。通過(guò)所述第一導(dǎo)軌與所述滑塊的配合，不僅限制了所述剪切盒下盒在所述橫向液壓動(dòng)力裝置作用下移動(dòng)的方向，且降低所述剪切盒下盒與所述底板的摩擦力。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述剪切盒上盒的兩側(cè)設(shè)有第二導(dǎo)軌，所述剪切盒下盒上設(shè)有與所述第二導(dǎo)軌配合的滾輪。通過(guò)所述滾輪和所述第二導(dǎo)軌的配合，不僅限制了所述剪切盒上盒與所述剪切盒下盒之間的移動(dòng)方向，且降低所述剪切盒上盒與所述剪切盒下盒錯(cuò)動(dòng)時(shí)候的摩擦力。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述大型直剪儀還包括有彎臂，在所述剪切盒上盒靠近所述橫向液壓動(dòng)力裝置的一方設(shè)有擋板，所述彎臂的兩端分別與所述立柱抵持，所述彎臂的中部與所述擋板抵持。當(dāng)所述剪切盒下盒在發(fā)生橫向移動(dòng)的過(guò)程中，所述彎臂能夠?qū)⑺黾羟泻猩虾邢蛩黾羟泻邢潞幸苿?dòng)的反方向抵持，避免其發(fā)生橫向移動(dòng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述彎臂為牛軛形彎臂。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述剪切盒上盒和所述剪切盒下盒采用可拆卸的固定方式固定。實(shí)施過(guò)程中，首先將所述剪切盒上盒和所述剪切盒下盒對(duì)齊，并通過(guò)固定件將兩者固定??；將所述剪切盒整體沿著所述第一導(dǎo)軌推到所述豎向液壓動(dòng)力裝置的外側(cè)，將所述剪切盒內(nèi)裝上試樣，然后推回所述豎向液壓動(dòng)力裝置正下方；在所述橫向液壓動(dòng)力裝置動(dòng)作時(shí)，將所述剪切盒上盒和所述剪切盒下盒之間的固定件拆卸。在其中一個(gè)實(shí)施例中，其還包括有斜拉桿，所述斜拉桿的一端與所述頂擋板固定，所述斜拉桿的另一端與所述底板固定。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述橫向液壓動(dòng)力裝置為液壓油缸。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述豎向液壓動(dòng)力裝置為液壓油缸。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)所述頂擋板、所述立柱、所述底板和所述斜拉桿為框架的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)承受設(shè)備內(nèi)力；豎向通過(guò)所述豎向液壓動(dòng)力裝置推動(dòng)所述剪切盒上頂面的活動(dòng)蓋板對(duì)試樣施加豎向壓力；橫向通過(guò)所述橫向液壓動(dòng)力裝置推動(dòng)所述剪切盒下盒沿著所述第一導(dǎo)軌滑動(dòng)；且所述剪切盒上盒、所述剪切盒下盒之間的摩擦力通過(guò)剪切盒下盒兩側(cè)的滾輪與剪切盒上盒兩側(cè)的第二導(dǎo)軌來(lái)降低；剪切過(guò)程中，通過(guò)架設(shè)在所述立柱和所述剪切盒上盒后擋板之間的所述彎臂來(lái)保持剪切盒上盒不動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣豎向加壓和水平向剪切的試驗(yàn)過(guò)程。本實(shí)用新型大型直剪儀模塊化程度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，改善了現(xiàn)有技術(shù)大型直剪儀自重大、造價(jià)高等不足，具有小型化、輕量化等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，提高了大型直剪儀的可靠性。

圖1為本實(shí)用新型大型直剪儀的主視圖；圖2為本實(shí)用新型大型直剪儀的俯視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖2所示，本實(shí)用新型大型直剪儀，其包括有底板11，所述底板11上固定有剪切盒、一對(duì)立柱12、橫向液壓動(dòng)力裝置13、豎向液壓動(dòng)力裝置14及頂擋板15。其中，所述立柱12分別固定于所述剪切盒的前、后兩側(cè)，而所述橫向液壓動(dòng)力裝置13則固定于所述剪切盒的右側(cè)，使所述橫向液壓動(dòng)力裝置13能夠?qū)λ黾羟泻惺┘訖M向的力；所述頂擋板15固定于所述立柱12的上端，所述豎向液壓動(dòng)力裝置14固定于所述頂擋板15的背面(即所述頂擋板15與所述剪切盒相對(duì)的一面)，使所述豎向液壓動(dòng)力裝置14能夠與所述剪切盒相對(duì)，從而使所述豎向液壓動(dòng)力裝置14能夠?qū)λ黾羟泻惺┘迂Q向的力。所述剪切盒包括有剪切盒上盒16及剪切盒下盒17，所述剪切盒上盒16和所述剪切盒下盒17通過(guò)栓銷22固定，實(shí)現(xiàn)所述剪切盒上盒16和所述剪切盒下盒17之間的可拆卸固定。所述剪切盒上盒16上設(shè)有活動(dòng)蓋板161，所述剪切盒上盒16靠近所述橫向液壓動(dòng)力裝置13的側(cè)壁向上延伸有擋板162 ;所述剪切盒下盒17在靠近所述橫向液壓動(dòng)力裝置13的一側(cè)設(shè)置有傳力裝置163，在本實(shí)施例中，所述傳力裝置163為帶圓弧形凹面的墊塊，保證剪切時(shí)橫向力著力點(diǎn)與所述剪切盒下盒17的上端面位于同一高度，所述橫向液壓動(dòng)力裝置13通過(guò)所述傳力裝置163向所述剪切盒下盒17施加橫向的推力。所述底板11上固定有一對(duì)第一導(dǎo)軌18，所述剪切盒下盒17上設(shè)有與所述第一導(dǎo)軌18配合的滑塊19。在本實(shí)施例中，優(yōu)選所述第一導(dǎo)軌18為兩個(gè)平行設(shè)置的工字形導(dǎo)軌，所述滑塊19的兩側(cè)分別設(shè)有與所述工字形導(dǎo)軌對(duì)應(yīng)的凸起，兩塊所述凸起能夠勾住所述工字形導(dǎo)軌的凹部，從而使所述剪切盒上盒16在移動(dòng)時(shí)與所述底板11之間的摩擦力，并限制了所述剪切盒下盒17在所述橫向液壓動(dòng)力裝置13作用下移動(dòng)的方向。為了使所述剪切盒下盒17在移動(dòng)時(shí)，所述剪切盒上盒16不會(huì)移動(dòng)，所述大型直剪儀還包括有彎臂23，所述彎臂23臂為牛軛形彎臂。在所述橫向液壓動(dòng)力裝置13動(dòng)作之前，將所述牛軛形彎臂23的兩端分別與所述立柱12抵持，而所述牛軛形彎臂23的中部則與所述剪切盒上盒16上的所述擋板162抵持，在橫向上限制所述剪切盒上盒16的移動(dòng)。所述剪切盒上盒16的兩側(cè)分別設(shè)有第二導(dǎo)軌20，所述剪切盒下盒17上設(shè)有與所述第二導(dǎo)軌20對(duì)應(yīng)的滾輪21，所述滾輪21優(yōu)選為軸承滾輪。通過(guò)所述第二導(dǎo)軌20與所述滾輪21的配合，降低了所述剪切盒下盒17與所述剪切盒上盒16相對(duì)移動(dòng)時(shí)的摩擦力。實(shí)際上，亦可在所述剪切盒上盒16的兩側(cè)設(shè)置滾輪，而在所述剪切盒下盒17的兩側(cè)設(shè)置與所述滾輪相配合的第二導(dǎo)軌，同樣可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。為了降低橫向剪切過(guò)程中所述立柱12承受的扭矩，所述大型直剪儀還包括有一對(duì)斜拉桿24，對(duì)所述斜拉桿24的一端分別與所述頂擋板15的兩端固定，對(duì)所述斜拉桿24的另一端分別與所述底板11固定。在本優(yōu)選實(shí)施例中，所述橫向液壓動(dòng)力裝置13及所述豎向液壓動(dòng)力裝置14均為液壓油缸，所述橫向液壓動(dòng)力裝置13的活塞桿直接對(duì)所述傳力裝置163施力，推動(dòng)所述剪切盒下盒17水平向移動(dòng)，所述豎向液壓動(dòng)力裝置14的活塞桿通過(guò)所述活動(dòng)蓋板161向所述剪切盒內(nèi)試樣施加壓力。在所述大型直剪儀工作時(shí)，首先將所述剪切盒上盒16和所述剪切盒下盒17對(duì)齊，并使所述剪切盒下盒17兩側(cè)的所述滾輪21卡在所述剪切盒上盒16兩側(cè)的所述第二導(dǎo)軌20上，使得所述剪切盒上盒16和所述剪切盒下盒17可以光滑錯(cuò)動(dòng)，并通過(guò)所述栓銷22將所述剪切盒上盒16和所述剪切盒下盒17固定。將所述剪切盒(包括所述剪切盒上盒16和所述剪切盒下盒17)沿著所述第一導(dǎo)軌18推到所述豎向液壓動(dòng)力裝置14的外側(cè)，在所述剪切盒內(nèi)裝上試樣后，將所述活動(dòng)蓋板161蓋在所述剪切盒上盒16上表面。然后將所述剪切盒推回到所述豎向液壓動(dòng)力裝置14的正下方，將所述牛軛形彎臂23放置在所述活動(dòng)蓋板161上，調(diào)整所述剪切盒的位置，確保所述牛軛形彎臂23的兩端分別抵持于所述立柱12上，且使所述牛軛形彎臂23的中間部分與所述擋板162抵持，在所述橫向液壓動(dòng)力裝置13動(dòng)作的過(guò)程中，確保所述剪切盒上盒16在水平方向上不發(fā)生移動(dòng)。豎向加載時(shí)，由固定在所述頂擋板15上的所述豎向液壓動(dòng)力裝置14通過(guò)所述活動(dòng)蓋板161施加設(shè)計(jì)壓力到試樣的頂面；豎向加壓產(chǎn)生的反力由所述頂擋板15、所述立柱12和所述底板11組成的結(jié)構(gòu)內(nèi)力承擔(dān)。在水平向剪切時(shí)，首先將所述栓銷22取出，通過(guò)固定在所述底板11上的橫向液壓動(dòng)力裝置13施加推力到所述傳力裝置163上，在水平向推力作用下，所述剪切盒下盒17向外側(cè)滑動(dòng)，其中，所述剪切盒下盒17底表面通過(guò)所述滑塊19沿著所述第一導(dǎo)軌18滑動(dòng)；所述剪切盒下盒17兩側(cè)滾輪21沿著所述剪切盒上盒16兩側(cè)第二導(dǎo)軌20滾動(dòng)。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種大型直剪儀，其包括有底板及位于所述底板上的剪切盒，所述剪切盒上盒及剪切盒下盒，其特征在于，其還包括有頂擋板、一對(duì)立柱、橫向液壓動(dòng)力裝置及豎向液壓動(dòng)力裝置，所述立柱固定于所述底板上，且所述立柱分別位于所述剪切盒的兩側(cè)，所述頂擋板固定于所述立柱的上端，所述豎向液壓動(dòng)力裝置固定于剪切盒的上方，并與所述頂擋板固定，所述橫向液壓動(dòng)力裝置固定于所述剪切盒的側(cè)邊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直剪儀，其特征在于，所述底板上固定有一對(duì)第一導(dǎo)軌，所述剪切盒下盒上設(shè)有與所述第一導(dǎo)軌配合的滑塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直剪儀，其特征在于，所述剪切盒上盒的兩側(cè)設(shè)有第二導(dǎo)軌，所述剪切盒下盒上設(shè)有與所述第二導(dǎo)軌配合的滾輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直剪儀，其特征在于，所述剪切盒下盒面向所述橫向液壓動(dòng)力裝置的一側(cè)固定有傳力裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的大型直剪儀，其特征在于，其還包括有彎臂，在所述剪切盒上盒靠近所述橫向液壓動(dòng)力裝置的一方設(shè)有擋板，所述彎臂的兩端分別與所述立柱抵持，所述彎臂的中部與所述擋板抵持。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直剪儀，其特征在于，所述剪切盒上盒和所述剪切盒下盒采用可拆卸的固定方式固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直剪儀，其特征在于，其還包括有斜拉桿，所述斜拉桿的一端與所述頂擋板固定，所述斜拉桿的另一端與所述底板固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直剪儀，其特征在于，所述橫向液壓動(dòng)力裝置為液壓油缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型直剪儀，其特征在于，所述豎向液壓動(dòng)力裝置為液壓油缸。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大型直剪儀，其包括有底板及位于所述底板上的剪切盒，所述剪切盒上盒及剪切盒下盒，其還包括有頂擋板、一對(duì)立柱、橫向液壓動(dòng)力裝置及豎向液壓動(dòng)力裝置，所述立柱固定于所述底板上，且所述立柱分別位于所述剪切盒的兩側(cè)，所述頂擋板固定于所述立柱的上端，所述豎向液壓動(dòng)力裝置固定于剪切盒的上方，并固定于所述頂擋板的下表面，所述橫向液壓動(dòng)力裝置固定于所述剪切盒的側(cè)邊。本實(shí)用新型大型直剪儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模塊化程度高，改善了現(xiàn)有大型直剪儀自重大、造價(jià)高等不足，具有小型化、輕量化等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，提高了大型直剪儀的可靠性和試驗(yàn)操作的便捷性。
文檔編號(hào)G01N3/24GK203053799SQ20122049043
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者丁金偉 申請(qǐng)人:中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院