专利名称：一种便携式十字板剪力仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土体测试装置，具体说涉及一种原位测试土体不排水抗剪强度的便携式十字板剪力仪。
背景技术：
土体强度指标是建筑地基基础设计以及边坡稳定性评价的重要参数。土体在取样、运输、试验过程中容易造成各种扰动，尤其对于灵敏度大结构性强的软粘土，扰动造成直剪、三轴等室内试验所获取的强度指标不同程度的失真。十字板剪切试验适用于原位测定饱水软粘土的不排水抗剪强度，避免了土样扰动以及土体天然应力状态的改变。十字板剪切试验自1954年在我国开始使用，目前已成为一种应用较广的土体强度原位测试手段。 野外十字板试验仪器庞大笨重，操作不便，不适合于室内模型试验等小尺度土体强度的实时、快速、精确测量。已有微型十字板剪力仪采用刻度盘和人工读数，加荷以及剪切过程中存在各种摩擦，试验精度不足，且只适用于柱状样取样桶内部土体强度试验，难以用于模型试验等不同容器内土体强度原位实时测定。因此，一种具有较高精度、便于携带的、适用于水槽试验等各种室内模型试验中土体强度测试的十字板剪力仪是十分必要的。
发明内容本实用新型提供一种适用于室内模型试验、取样筒内柱状样以及野外浅部地层软粘土不排水强度测试的便携式十字板剪力仪。为增加测试装置的灵活性和适用性，提高测试精度，本试验装置采用了便携式设计，实现了剪切速率的可调、剪切的自动控制和剪切扭矩的自动采集记录。本实用新型所采用的技术方案一种便携式十字板剪力仪，包括扭矩传感器、转杆底端连接的十字板板头、限制转杆水平位移的限位卡、位于横梁之上的控制箱、位于控制箱之上的卡杆器，其特征是还包括控制箱内的减速机，所述减速机与主动轮同轴固定，被动轮与转杆同轴固定。作为本技术方案的进一步改进，所述扭矩传感器固定在转杆当中与转杆成为一体，并位于限位卡的下方。本实用新型采用减速机通过主动轮和被动轮啮合带动转杆和十字板板头，实现了剪切速率的可调节和对土体的勻速自动剪切，固定在转杆当中的扭矩传感器及与之相连的采集系统实现了对剪切扭矩的采集和记录。扭矩传感器位于被动轮和限位卡的下方，直接测试土体的剪切扭矩，避免了机械摩擦提高了测试精度。整个系统重量不足10kg，具有很好的便携性。横梁既可以架设在半空中实现取样筒内柱状样的测试，又可固定于水槽之上实现水槽试验等各类室内模型试验中土体强度的测试，亦可用地锚固定以用于野外浅部软粘土不排水强度原位测量。
CN 202256072 U图1是本实用新型的整体结构示意图。图中1、十字板板头；2、转杆；3、扭矩传感器；4、限位卡；5、控制箱；6、卡杆器；7、 横梁；8、被动轮；9、主动轮；10、减速机。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括与扭矩传感器3相连的采集系统(图中省略)、转杆 2底端连接的十字板板头1、限制转杆2水平位移的限位卡4、位于横梁7之上的控制箱5， 位于控制箱5之上的卡杆器，其特征是还包括控制箱5内的减速机10，所述减速机10与主动轮9同轴固定，被动轮8与转杆2同轴固定。所述扭矩传感器3固定在转杆2当中与转杆2成为一体，并且位于限位卡4的下方。主动轮9和被动轮8的边缘均带有齿轮并通过齿轮相互啮合，即可通过减速机10 带动转杆2进而带动十字板板头1实现对土体的勻速剪切；调节减速机10转速可实现对剪切速率的调节。更换不同大小的板头1则可对不同类型土体的强度测试。调节卡杆器6可上下调节十字板板头1入土深度，从而实现不同深度的土体强度测试。固定在转杆2当中的扭矩传感器3及与之相连的采集系统，可实时测量并记录剪切过程中的扭矩。控制箱5 安置于两根横梁7之上以便于移位和固定。
权利要求1.一种便携式十字板剪力仪，包括与扭矩传感器(3)相连的采集系统、转杆(2)底端连接的十字板板头(1)、限制转杆(2)水平位移的限位卡(4)、位于横梁(7)之上的控制箱 (5)，位于控制箱(5)之上的卡杆器(6)，其特征是还包括控制箱(5)内的减速机(10)，所述减速机(10)与主动轮(9)同轴固定，被动轮(8)与转杆(2)同轴固定。
2.根据权利要求1所述的便携式十字板剪力仪，其特征是上述扭矩传感器(3)固定在转杆(2)当中与转杆(2)成为一体，并且位于限位卡(4)的下方。
专利摘要本实用新型涉及一种原位实时测定土体不排水抗剪强度的便携式十字板剪力仪。包括扭矩传感器、转杆底端连接的十字板板头、限制转杆水平位移的限位卡、位于横梁之上的控制箱、位于控制箱之上的卡杆器，其特征是还包括控制箱内的减速机，所述减速机与主动轮同轴固定，被动轮与转杆同轴固定。所述扭矩传感器固定在转杆当中与转杆成为一体，并位于限位卡的下方。本实用新型具有较高的精度和良好的便携性，能够很好的应用于野外浅部软粘土、取样桶内柱状样以及室内模型试验中土体不排水抗剪强度的测定。
文档编号G01N3/24GK202256072SQ20112034417
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者何蓓, 刘红军, 尚可旭, 张民生, 王虎, 王超, 陈淑娟 申请人:中国海洋大学