新型雙輪等應(yīng)變直剪儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程地質(zhì)土工檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型雙輪等應(yīng)變直剪儀。
【背景技術(shù)】
[0002]工程地質(zhì)土工試驗(yàn)中，通常運(yùn)用工程地質(zhì)勘察土工室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)定土的剪應(yīng)力，并根據(jù)庫(kù)侖定律計(jì)算土的抗剪強(qiáng)度(內(nèi)摩擦角Φ和凝聚力C)。等應(yīng)變直剪儀是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用儀器。目前，現(xiàn)有的等應(yīng)變直剪儀在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在一定的缺陷:在試驗(yàn)過(guò)程中搖動(dòng)手輪時(shí)，剪切盒會(huì)向前緩慢移動(dòng)，而剪切盒上的荷載桿(與下面的杠桿相連)是轉(zhuǎn)動(dòng)的，沒(méi)有與剪切盒一起水平向前移動(dòng)，這就導(dǎo)致荷載桿上施加不是豎直荷載，而是偏心荷載，在剪應(yīng)力的計(jì)算過(guò)程中，并沒(méi)有考慮到偏心荷載的分力(即使能測(cè)量出該分力大小，也沒(méi)有適用的計(jì)算公式對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正)，因而得到的土抗剪強(qiáng)度值會(huì)出現(xiàn)較大偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能有效測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的新型雙輪等應(yīng)變直剪儀。
[0004]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的水平推動(dòng)座裝置、豎直加荷裝置、下剪切盒和垂直移位百分表，在下剪切盒上設(shè)置有上剪切盒，上剪切盒的前端與垂直移位百分表的量力環(huán)相接；所述水平推動(dòng)座裝置包括與下剪切盒連接的推塊，手輪通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與推塊相連，帶動(dòng)推塊平移，推塊上設(shè)置有垂直變形百分表；所述的豎直加荷裝置包括與上剪切盒相連的加荷框架，在機(jī)座下方對(duì)應(yīng)于手輪增設(shè)有聯(lián)動(dòng)裝置，聯(lián)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)端通過(guò)帶輪機(jī)構(gòu)與水平推動(dòng)座裝置的手輪相連，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與豎直加荷裝置的加荷框架相連。
[0005]按上述方案，所述的聯(lián)動(dòng)裝置包括安設(shè)在機(jī)座下方一側(cè)的皮帶輪，皮帶輪通過(guò)皮帶與手輪相連，手輪上設(shè)置或聯(lián)接主動(dòng)皮帶輪；所述的機(jī)座下方的皮帶輪通過(guò)傳動(dòng)軸連接有齒輪，齒輪與齒條相嗤合；所述的齒條的一端與加荷框架相固聯(lián)。
[0006]按上述方案，所述的皮帶為同步齒形帶；所述的皮帶輪為齒形帶輪。
[0007]按上述方案，所述的傳動(dòng)軸穿過(guò)一套管；所述套管通過(guò)固定支桿與機(jī)座固定連接。
[0008]按上述方案，所述的加荷框架包括上橫梁、荷載桿和下橫梁，上橫梁兩端通過(guò)荷載桿與下橫梁兩端連接；所述下橫梁與齒條一端連接；所述上橫梁與安設(shè)在上剪切盒上面的傳壓螺釘相配置。
[0009]按上述方案，所述的豎直加荷裝置還包括與下橫梁相連的杠桿，所述杠桿兩端分別設(shè)置有砝碼盤(pán)和平衡錘。
[0010]按上述方案，所述的下橫梁連接有一豎直桿，豎直桿的頂端固接有滾珠，滾珠卡在設(shè)置在機(jī)座上的導(dǎo)槽內(nèi)，豎直桿通過(guò)滾珠隨加荷框架左右移動(dòng)。
[0011]本發(fā)明采用聯(lián)動(dòng)裝置，在上剪切盒水平移動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)豎直加荷裝置移動(dòng)，保證了荷載桿施加在剪切盒上的是豎直荷載，而不是偏心荷載，試驗(yàn)結(jié)果偏差小，得到土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)值更加準(zhǔn)確；同時(shí)，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，適用于各大高等院校、科研院所及檢測(cè)機(jī)構(gòu)等的實(shí)驗(yàn)室。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)施例中聯(lián)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3為齒輪齒條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:1、手輪；2、皮帶；3、皮帶輪；4、上剪切盒；5、下剪切盒；6、荷載桿；7、垂直移位百分表；8、齒輪；9、傳動(dòng)軸；10、齒條；11、上橫梁；12、杠桿；13、下橫梁；14、機(jī)座；15、平衡錘；16、砝碼盤(pán)；17、推塊；18、傳壓螺釘；19、垂直變形百分表；20、豎直桿；21、套管；22、
固定支桿。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0017]如圖1所示的一種新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，包括機(jī)座14以及設(shè)置在機(jī)座14上的水平推動(dòng)座裝置、豎直加荷裝置、下剪切盒5和垂直移位百分表7，在下剪切盒上5設(shè)置有上剪切盒4，上剪切盒4的前端與垂直移位百分表7的量力環(huán)相接；所述水平推動(dòng)座裝置包括與下剪切盒5連接的推塊17，手輪I通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與推塊17相連，帶動(dòng)推塊17平移，推塊17上設(shè)置有垂直變形百分表19 ;所述的豎直加荷裝置包括與上剪切盒4相連的加荷框架，在機(jī)座14下方對(duì)應(yīng)于手輪I增設(shè)有聯(lián)動(dòng)裝置，聯(lián)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)端通過(guò)帶輪機(jī)構(gòu)與水平推動(dòng)座裝置的手輪I相連，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與豎直加荷裝置的加荷框架相連。
[0018]其中，聯(lián)動(dòng)裝置包括安設(shè)在機(jī)座14下方一側(cè)的皮帶輪3，皮帶輪3通過(guò)皮帶2與手輪I相連，手輪I上設(shè)置或聯(lián)接主動(dòng)皮帶輪，機(jī)座14下方的皮帶輪3通過(guò)傳動(dòng)軸9連接有齒輪8，齒輪8與齒條10相嗤合，齒條10的一端與加荷框架相固聯(lián)；傳動(dòng)軸9穿過(guò)一套管21，套管21通過(guò)固定支桿22與機(jī)座14固定連接；皮帶2為同步齒形帶，皮帶輪3為齒形帶輪；加荷框架包括上橫梁11、荷載桿6和下橫梁13，上橫梁11兩端通過(guò)荷載桿6與下橫梁13兩端連接；所述下橫梁13與齒條10 —端連接；下橫梁13還連接一豎直桿20，豎直桿20的頂端固接有滾珠，滾珠卡在設(shè)置在機(jī)座14上的導(dǎo)槽內(nèi)，豎直桿20通過(guò)滾珠隨加荷框架左右移動(dòng)；所述上橫梁11與安設(shè)在上剪切盒4上面的傳壓螺釘18相配置；豎直加荷裝置還包括與下橫梁13相連的杠桿12 ;所述杠桿12兩端分別設(shè)置有砝碼盤(pán)16和平衡錘15。
[0019]本發(fā)明的工作原理是:當(dāng)剪切傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的手輪I轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推塊17推動(dòng)下剪切盒5緩慢向前移動(dòng)，同時(shí)手輪I通過(guò)皮帶2帶動(dòng)帶輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸9隨之轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)齒輪8帶動(dòng)齒條10移動(dòng)，繼而推動(dòng)加在上剪切盒4上的加荷框架一起水平向前緩慢移動(dòng)，保證了加在上剪切盒4上的荷載始終為真正的豎直荷載。
[0020]進(jìn)行試驗(yàn)前，進(jìn)行如下準(zhǔn)備工作:
首先，將直剪儀平穩(wěn)放置于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，擰緊下橫梁13上的螺栓，使加荷框架與杠桿12基本穩(wěn)定；檢查杠桿12兩側(cè)是否有相摩，齒輪8與齒條10是否嚙合；調(diào)整平衡錘15，待杠桿12基本平衡后并緊平衡錘15的并帽，旋開(kāi)螺栓，與杠桿12充分脫開(kāi)，并將杠桿12處于機(jī)座14的立柱中間；檢查上剪切盒4，滾動(dòng)鋼球放正且保證滾動(dòng)靈活無(wú)雜物卡阻；按規(guī)程在上剪切盒4中加入土樣，放好透水石和傳壓板，使加荷框架上的傳壓螺釘18對(duì)準(zhǔn)鋼球中心；搖動(dòng)手輪1，使上剪切盒4的前端剛好接觸量力環(huán)，垂直變形百分表19對(duì)零，同時(shí)將垂直移位百分表7對(duì)零，旋動(dòng)傳壓螺釘18，適量抬高杠桿12 (若試樣未經(jīng)預(yù)壓可略高，以免加后土樣下沉而使杠桿12過(guò)于傾斜)。
[0021]準(zhǔn)備工作完成后，開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè):首先按工程實(shí)際需要施加豎直載荷(按實(shí)際情況增加或減少砝碼)，待土樣受載或固定后，擰出上剪切盒4上的兩個(gè)固定銷(xiāo)，勻速搖動(dòng)手輪I進(jìn)行剪切，并帶動(dòng)荷載桿6 —起移動(dòng)；待垂直移位百分表7指針不再前進(jìn)，或指針稍微回轉(zhuǎn)時(shí)記下垂直移位百分表7的數(shù)值；剪切結(jié)束后，退出剪切并卸掉豎直載荷(拔出傳壓螺釘18)，將裝置恢復(fù)原位。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的水平推動(dòng)座裝置、豎直加荷裝置、下剪切盒和垂直移位百分表，在下剪切盒上設(shè)置有上剪切盒，上剪切盒的前端與垂直移位百分表的量力環(huán)相接；所述水平推動(dòng)座裝置包括與下剪切盒連接的推塊，手輪通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與推塊相連，帶動(dòng)推塊平移，推塊上設(shè)置有垂直變形百分表；所述的豎直加荷裝置包括與上剪切盒相連的加荷框架，其特征在于，在機(jī)座下方對(duì)應(yīng)于手輪增設(shè)有聯(lián)動(dòng)裝置，聯(lián)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)端通過(guò)帶輪機(jī)構(gòu)與水平推動(dòng)座裝置的手輪相連，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與豎直加荷裝置的加荷框架相連。
2.如權(quán)利要求1所述的新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，其特征在于，所述的聯(lián)動(dòng)裝置包括安設(shè)在機(jī)座下方一側(cè)的皮帶輪，皮帶輪通過(guò)皮帶與手輪相連，手輪上設(shè)置或聯(lián)接主動(dòng)皮帶輪；所述的機(jī)座下方的皮帶輪通過(guò)傳動(dòng)軸連接有齒輪，齒輪與齒條相嚙合；所述的齒條的一端與加荷框架相固聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，其特征在于，所述的皮帶為同步齒形帶；所述的皮帶輪為齒形帶輪。
4.如權(quán)利要求2所述的新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，其特征在于，所述的傳動(dòng)軸穿過(guò)一套管；所述套管通過(guò)固定支桿與機(jī)座固定連接。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，其特征在于，所述的加荷框架包括上橫梁、荷載桿和下橫梁，上橫梁兩端通過(guò)荷載桿與下橫梁兩端連接；所述下橫梁與齒條一端連接；所述上橫梁與安設(shè)在上剪切盒上面的傳壓螺釘相配置。
6.如權(quán)利要求5所述的新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，其特征在于，所述的豎直加荷裝置還包括與下橫梁相連的杠桿；所述杠桿兩端分別設(shè)置有砝碼盤(pán)和平衡錘。
7.如權(quán)利要求5所述的新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，其特征在于，所述的下橫梁連接有一豎直桿，豎直桿的頂端固接有滾珠，滾珠卡在設(shè)置在機(jī)座上的導(dǎo)槽內(nèi)，豎直桿通過(guò)滾珠隨加荷框架左右移動(dòng)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型雙輪等應(yīng)變直剪儀，包括機(jī)座以及設(shè)置在機(jī)座上的水平推動(dòng)座裝置、豎直加荷裝置、下剪切盒和垂直移位百分表，在下剪切盒上設(shè)置有上剪切盒，上剪切盒的前端與垂直移位百分表的量力環(huán)相接；所述水平推動(dòng)座裝置包括與下剪切盒連接的推塊，手輪通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與推塊相連，帶動(dòng)推塊平移，推塊上設(shè)置有垂直變形百分表；所述的豎直加荷裝置包括與上剪切盒相連的加荷框架，在機(jī)座下方對(duì)應(yīng)于手輪增設(shè)有聯(lián)動(dòng)裝置，聯(lián)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)端通過(guò)帶輪機(jī)構(gòu)與水平推動(dòng)座裝置的手輪相連，聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與豎直加荷裝置的加荷框架相連。本發(fā)明保證了整個(gè)剪切試驗(yàn)過(guò)程中荷載桿施加在剪切盒上的始終是豎直荷載，得到土的抗剪強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值更加準(zhǔn)確。
【IPC分類(lèi)】G01N3-24
【公開(kāi)號(hào)】CN104596867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510035429
【發(fā)明人】謝實(shí)宇, 袁宜勛, 潘玉珍, 雷超, 李漢橋, 李明, 謝琦, 劉國(guó)棟
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司（武漢）
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月23日