用于大型直接剪切試驗(yàn)的無(wú)偏移剪切盒制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)的目的是提供一種用于大型直接剪切試驗(yàn)的剪切盒，防止在試驗(yàn)過(guò)程中，動(dòng)剪切盒的位移方向偏離剪切荷載的施加方向。即一種用于大型直接剪切試驗(yàn)的無(wú)偏移剪切盒，包括相互配合的上剪切盒和下剪切盒，所述下剪切盒置于底座上方。所述底座的上表面安裝兩條相互平行的導(dǎo)向梁，所述下剪切盒的下表面具有兩條與所述導(dǎo)向梁相配合的導(dǎo)向槽。由于下剪切盒底面具有導(dǎo)向槽，而底座上所安裝的兩條平行導(dǎo)向梁又與之配合。在進(jìn)行大型直接剪切試驗(yàn)的過(guò)程中，沿平行于導(dǎo)向梁的方向?qū)ο录羟泻惺┘蛹羟泻奢d，即使?jié)撛诩羟衅茐拿娴木植靠辜魪?qiáng)度分布不均勻，也不會(huì)造成作為動(dòng)剪切盒的下剪切盒的位移方向偏離剪切荷載的施加方向。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及土體抗剪強(qiáng)度測(cè)試中所使用的裝置。具體是一種在大型直接剪切試驗(yàn)中，消除了動(dòng)剪切盒偏移的裝置。
技術(shù)介紹
直接剪切試驗(yàn)是在室內(nèi)測(cè)試土體抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的主要試驗(yàn)方法之一，適用于測(cè)試絕大多數(shù)土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。根據(jù)剪切荷載施加的方式不同，常用的直接剪切試驗(yàn)方法可以分為“應(yīng)變控制式直接剪切試驗(yàn)”和“應(yīng)力控制式直接剪切試驗(yàn)”兩種類型。根據(jù)試樣剪切破壞面尺寸的大小，又可分為“小型直接剪切試驗(yàn)”、“中型直接剪切試驗(yàn)”和“大型直接剪切試驗(yàn)”三種。其中，大型直接剪切試驗(yàn)通常用于測(cè)試粗粒土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，試樣常為圓柱體或長(zhǎng)方體，剪切破壞面常為圓形或正方形。由于大型直接剪切試驗(yàn)試樣的幾何尺寸和自重大，試樣內(nèi)顆粒粒徑分布范圍寬(即級(jí)配寬)，且含有一定量的大粒徑顆粒，在制樣時(shí)很難做到試樣內(nèi)土顆粒分布和密實(shí)度的絕對(duì)均勻。因此，大型直接剪切試驗(yàn)的試樣總體上通常是不均勻的，試樣潛在剪切破壞面上的抗剪強(qiáng)度也是不相同的。對(duì)總體上不均勻的試樣而言，在施加水平剪切荷載的初期，即試樣發(fā)生剪切破壞以前，試樣內(nèi)部剪應(yīng)力的分布可認(rèn)為是均勻的，動(dòng)剪切盒發(fā)生偏移的可能性小。而隨著水平剪切荷載的增大，試樣內(nèi)部的剪應(yīng)力也逐漸增大。當(dāng)試樣內(nèi)部的剪應(yīng)力增大到一定值時(shí)，試樣潛在剪切破壞面上抗剪強(qiáng)度較小的區(qū)域最先發(fā)生剪切破壞，剪切荷載轉(zhuǎn)由潛在剪切破壞面上尚未發(fā)生剪切破壞的部分承擔(dān)，直到隨著剪切荷載的進(jìn)一步增大，整個(gè)潛在剪切面都發(fā)生了剪切破壞。由于潛在剪切破壞面的局部抗剪強(qiáng)度分布不均勻，當(dāng)抗剪強(qiáng)度較小的部分潛在剪切面發(fā)生剪切破壞后，動(dòng)剪切盒的位移方向?qū)⑵x剪切荷載的施加方向。這種動(dòng)剪切盒的偏移將使試樣潛在剪切面的剪應(yīng)力大小和方向分布復(fù)雜化，使得潛在剪切面同時(shí)承受剪切荷載和扭轉(zhuǎn)荷載，造成抗剪強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)量的不準(zhǔn)確，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。在目前的大型直接剪切試驗(yàn)中，這種動(dòng)剪切盒偏移對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響是被忽略的，導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)結(jié)果不精確。而如何消除這種偏移，獲得精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)有技術(shù)并沒(méi)有給出合適的技術(shù)方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種用于大型直接剪切試驗(yàn)的剪切盒，防止在試驗(yàn)過(guò)程中，動(dòng)剪切盒的位移方向偏離剪切荷載的施加方向。為實(shí)現(xiàn)本技術(shù)目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種用于大型直接剪切試驗(yàn)的無(wú)偏移剪切盒，包括相互配合的上剪切盒和下剪切盒，所述下剪切盒置于底座上方。所述底座的上表面安裝兩條相互平行的導(dǎo)向梁，所述下剪切盒的下表面具有兩條與所述導(dǎo)向梁相配合的導(dǎo)向槽。值得說(shuō)明的是，在大型直接剪切試驗(yàn)中所用到的動(dòng)剪切盒通常包括上剪切盒和下剪切盒，上、下剪切盒其中之一為動(dòng)剪切盒。本技術(shù)采用上剪切盒固定、下剪切盒被推動(dòng)的方案，即下剪切盒為動(dòng)剪切盒。該方案也是目前大多數(shù)大型直接剪切試驗(yàn)采用的方法。本技術(shù)的剪切盒底面為正方形，試樣為長(zhǎng)方體形或圓柱體形，即潛在剪切破壞面為正方形或圓形。本技術(shù)采用了上述技術(shù)方案，其技術(shù)效果是毋庸置疑的。由于下剪切盒底面具有導(dǎo)向槽，而底座上所安裝的兩條平行導(dǎo)向梁又與之配合。在進(jìn)行大型直接剪切試驗(yàn)的過(guò)程中，沿平行于導(dǎo)向梁的方向?qū)ο录羟泻惺┘蛹羟泻奢d，即使?jié)撛诩羟衅茐拿娴木植靠辜魪?qiáng)度分布不均勻，也不會(huì)造成作為動(dòng)剪切盒的下剪切盒的位移方向偏離剪切荷載的施加方向。附圖說(shuō)明本技術(shù)的裝置可以通過(guò)附圖給出的非限定性實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)下剪切盒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本技術(shù)底座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本技術(shù)剪切盒就位前底座及導(dǎo)向梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本技術(shù)下剪切盒和底座配合后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為嵌入了鋼珠的導(dǎo)向梁結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1-上剪切盒，2-下剪切盒，3-底座，4-導(dǎo)向槽，6-導(dǎo)向梁，8-鋼珠，9-槽體。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)該理解為本技術(shù)上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本技術(shù)上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本技術(shù)范圍內(nèi)。參見(jiàn)附圖:圖中一種用于大型直接剪切試驗(yàn)的無(wú)偏移剪切盒，包括相互配合的上剪切盒I和下剪切盒2，所述下剪切盒2置于底座3上方。所述底座3的上表面安裝兩條相互平行的導(dǎo)向梁6，所述下剪切盒2的下表面具有兩條與所述導(dǎo)向梁6相配合的導(dǎo)向槽4。實(shí)施例中，在下剪切盒2底面的兩條導(dǎo)向槽4的橫截面為矩形，且相互平行。所述導(dǎo)向槽4對(duì)稱布置在剪切盒底面中線的兩側(cè)，其方向是沿剪切試驗(yàn)中的水平推力方向。作為優(yōu)選，導(dǎo)向槽4盡可能布置在靠近下剪切盒2底面邊緣處，但導(dǎo)向槽4外緣與下剪切盒2邊緣的最小距離應(yīng)滿足安全上的要求，通常不宜小于2 5cm。另外，導(dǎo)向槽4的長(zhǎng)度與下剪切盒2底面邊長(zhǎng)相同，寬度約5 10cm，深度約2 5cm。進(jìn)一步地,所述底座3上安裝導(dǎo)向梁6的位置開有兩條相互平行的槽體9,所述導(dǎo)向梁6通過(guò)升降裝置安裝在槽體9內(nèi)。在上、下剪切盒安裝就位前，位于底座3上表面的導(dǎo)向梁6下降，且使得導(dǎo)向梁6頂部略低于基礎(chǔ)頂面，以方便剪切盒的就位及安裝。在上、下剪切盒安裝就位后，位于槽體9內(nèi)的導(dǎo)向梁6上升后卡入到下剪切盒底面的導(dǎo)向槽4中，并固定住。在剪切試驗(yàn)開始至結(jié)束的整個(gè)過(guò)程中，導(dǎo)向梁始終固定不動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)防止動(dòng)剪切盒(即下剪切盒)發(fā)生偏移的功能。剪切試驗(yàn)結(jié)束后，使導(dǎo)向梁6下降至槽體9內(nèi)，其頂面低于底座3的上表面，以便于拆除試樣工作和進(jìn)行下一步試驗(yàn)的操作。更進(jìn)一步，所述導(dǎo)向梁6的側(cè)面嵌入若干鋼珠8。由于導(dǎo)向梁6兩側(cè)面嵌入鋼珠8，有效地減少了動(dòng)剪切盒(即下剪切盒)移動(dòng)時(shí)的摩擦。本實(shí)施例優(yōu)選方式的導(dǎo)向梁6的長(zhǎng)度比下剪切盒6底面邊長(zhǎng)至少長(zhǎng)20cm。嵌入鋼珠8后的導(dǎo)向梁6的總寬度略小于下剪切盒2底面導(dǎo)向槽4的寬度，高度不小于下剪切盒底面導(dǎo)向槽4深度的2倍。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于大型直接剪切試驗(yàn)的無(wú)偏移剪切盒，包括相互配合的上剪切盒（1）和下剪切盒（2），所述下剪切盒（2）置于底座（3）上方，其特征在于：所述底座（3）的上表面安裝兩條相互平行的導(dǎo)向梁（6），所述下剪切盒（2）的下表面具有兩條與所述導(dǎo)向梁（6）相配合的導(dǎo)向槽（4）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于大型直接剪切試驗(yàn)的無(wú)偏移剪切盒，包括相互配合的上剪切盒(I)和下剪切盒(2)，所述下剪切盒(2)置于底座(3)上方，其特征在于:所述底座(3)的上表面安裝兩條相互平行的導(dǎo)向梁(6)，所述下剪切盒(2)的下表面具有兩條與所述導(dǎo)向梁(6)相配合的導(dǎo)向槽(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王俊杰，梁越，劉明維，張慧萍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶交通大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：