新型双轮等应变直剪仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程地质土工检测技术领域，具体涉及一种新型双轮等应变直剪仪。
【背景技术】
[0002]工程地质土工试验中，通常运用工程地质勘察土工室内实验测定土的剪应力，并根据库仑定律计算土的抗剪强度(内摩擦角Φ和凝聚力C)。等应变直剪仪是实验室测定土的抗剪强度的一种常用仪器。目前，现有的等应变直剪仪在结构设计上存在一定的缺陷:在试验过程中摇动手轮时，剪切盒会向前缓慢移动，而剪切盒上的荷载杆(与下面的杠杆相连)是转动的，没有与剪切盒一起水平向前移动，这就导致荷载杆上施加不是竖直荷载，而是偏心荷载，在剪应力的计算过程中，并没有考虑到偏心荷载的分力(即使能测量出该分力大小，也没有适用的计算公式对检测数据进行修正)，因而得到的土抗剪强度值会出现较大偏差。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，提供一种能有效测定土的抗剪强度的新型双轮等应变直剪仪。
[0004]本发明为解决上述问题所采用的技术方案是:一种新型双轮等应变直剪仪，包括机座以及设置在机座上的水平推动座装置、竖直加荷装置、下剪切盒和垂直移位百分表，在下剪切盒上设置有上剪切盒，上剪切盒的前端与垂直移位百分表的量力环相接；所述水平推动座装置包括与下剪切盒连接的推块，手轮通过传动机构与推块相连，带动推块平移，推块上设置有垂直变形百分表；所述的竖直加荷装置包括与上剪切盒相连的加荷框架，在机座下方对应于手轮增设有联动装置，联动装置的驱动端通过带轮机构与水平推动座装置的手轮相连，联动机构的输出端与竖直加荷装置的加荷框架相连。
[0005]按上述方案，所述的联动装置包括安设在机座下方一侧的皮带轮，皮带轮通过皮带与手轮相连，手轮上设置或联接主动皮带轮；所述的机座下方的皮带轮通过传动轴连接有齿轮，齿轮与齿条相嗤合；所述的齿条的一端与加荷框架相固联。
[0006]按上述方案，所述的皮带为同步齿形带；所述的皮带轮为齿形带轮。
[0007]按上述方案，所述的传动轴穿过一套管；所述套管通过固定支杆与机座固定连接。
[0008]按上述方案，所述的加荷框架包括上横梁、荷载杆和下横梁，上横梁两端通过荷载杆与下横梁两端连接；所述下横梁与齿条一端连接；所述上横梁与安设在上剪切盒上面的传压螺钉相配置。
[0009]按上述方案，所述的竖直加荷装置还包括与下横梁相连的杠杆，所述杠杆两端分别设置有砝码盘和平衡锤。
[0010]按上述方案，所述的下横梁连接有一竖直杆，竖直杆的顶端固接有滚珠，滚珠卡在设置在机座上的导槽内，竖直杆通过滚珠随加荷框架左右移动。
[0011]本发明采用联动装置，在上剪切盒水平移动的同时带动竖直加荷装置移动，保证了荷载杆施加在剪切盒上的是竖直荷载，而不是偏心荷载，试验结果偏差小，得到土的抗剪强度试验值更加准确；同时，本装置结构简单合理，适用于各大高等院校、科研院所及检测机构等的实验室。
【附图说明】
[0012]图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
[0013]图2为本实施例中联动装置的结构示意图。
[0014]图3为齿轮齿条传动结构示意图。
[0015]其中:1、手轮；2、皮带；3、皮带轮；4、上剪切盒；5、下剪切盒；6、荷载杆；7、垂直移位百分表；8、齿轮；9、传动轴；10、齿条；11、上横梁；12、杠杆；13、下横梁；14、机座；15、平衡锤；16、砝码盘；17、推块；18、传压螺钉；19、垂直变形百分表；20、竖直杆；21、套管；22、
固定支杆。
【具体实施方式】
[0016]为了更好的理解本发明，下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
[0017]如图1所示的一种新型双轮等应变直剪仪，包括机座14以及设置在机座14上的水平推动座装置、竖直加荷装置、下剪切盒5和垂直移位百分表7，在下剪切盒上5设置有上剪切盒4，上剪切盒4的前端与垂直移位百分表7的量力环相接；所述水平推动座装置包括与下剪切盒5连接的推块17，手轮I通过传动机构与推块17相连，带动推块17平移，推块17上设置有垂直变形百分表19 ;所述的竖直加荷装置包括与上剪切盒4相连的加荷框架，在机座14下方对应于手轮I增设有联动装置，联动装置的驱动端通过带轮机构与水平推动座装置的手轮I相连，联动机构的输出端与竖直加荷装置的加荷框架相连。
[0018]其中，联动装置包括安设在机座14下方一侧的皮带轮3，皮带轮3通过皮带2与手轮I相连，手轮I上设置或联接主动皮带轮，机座14下方的皮带轮3通过传动轴9连接有齿轮8，齿轮8与齿条10相嗤合，齿条10的一端与加荷框架相固联；传动轴9穿过一套管21，套管21通过固定支杆22与机座14固定连接；皮带2为同步齿形带，皮带轮3为齿形带轮；加荷框架包括上横梁11、荷载杆6和下横梁13，上横梁11两端通过荷载杆6与下横梁13两端连接；所述下横梁13与齿条10 —端连接；下横梁13还连接一竖直杆20，竖直杆20的顶端固接有滚珠，滚珠卡在设置在机座14上的导槽内，竖直杆20通过滚珠随加荷框架左右移动；所述上横梁11与安设在上剪切盒4上面的传压螺钉18相配置；竖直加荷装置还包括与下横梁13相连的杠杆12 ;所述杠杆12两端分别设置有砝码盘16和平衡锤15。
[0019]本发明的工作原理是:当剪切传动机构上的手轮I转动时，推块17推动下剪切盒5缓慢向前移动，同时手轮I通过皮带2带动带轮3转动，传动轴9随之转动并通过齿轮8带动齿条10移动，继而推动加在上剪切盒4上的加荷框架一起水平向前缓慢移动，保证了加在上剪切盒4上的荷载始终为真正的竖直荷载。
[0020]进行试验前，进行如下准备工作:
首先，将直剪仪平稳放置于实验平台上，拧紧下横梁13上的螺栓，使加荷框架与杠杆12基本稳定；检查杠杆12两侧是否有相摩，齿轮8与齿条10是否啮合；调整平衡锤15，待杠杆12基本平衡后并紧平衡锤15的并帽，旋开螺栓，与杠杆12充分脱开，并将杠杆12处于机座14的立柱中间；检查上剪切盒4，滚动钢球放正且保证滚动灵活无杂物卡阻；按规程在上剪切盒4中加入土样，放好透水石和传压板，使加荷框架上的传压螺钉18对准钢球中心；摇动手轮1，使上剪切盒4的前端刚好接触量力环，垂直变形百分表19对零，同时将垂直移位百分表7对零，旋动传压螺钉18，适量抬高杠杆12 (若试样未经预压可略高，以免加后土样下沉而使杠杆12过于倾斜)。
[0021]准备工作完成后，开始进行试验检测:首先按工程实际需要施加竖直载荷(按实际情况增加或减少砝码)，待土样受载或固定后，拧出上剪切盒4上的两个固定销，匀速摇动手轮I进行剪切，并带动荷载杆6 —起移动；待垂直移位百分表7指针不再前进，或指针稍微回转时记下垂直移位百分表7的数值；剪切结束后，退出剪切并卸掉竖直载荷(拔出传压螺钉18)，将装置恢复原位。
【主权项】
1.一种新型双轮等应变直剪仪，包括机座以及设置在机座上的水平推动座装置、竖直加荷装置、下剪切盒和垂直移位百分表，在下剪切盒上设置有上剪切盒，上剪切盒的前端与垂直移位百分表的量力环相接；所述水平推动座装置包括与下剪切盒连接的推块，手轮通过传动机构与推块相连，带动推块平移，推块上设置有垂直变形百分表；所述的竖直加荷装置包括与上剪切盒相连的加荷框架，其特征在于，在机座下方对应于手轮增设有联动装置，联动装置的驱动端通过带轮机构与水平推动座装置的手轮相连，联动机构的输出端与竖直加荷装置的加荷框架相连。
2.如权利要求1所述的新型双轮等应变直剪仪，其特征在于，所述的联动装置包括安设在机座下方一侧的皮带轮，皮带轮通过皮带与手轮相连，手轮上设置或联接主动皮带轮；所述的机座下方的皮带轮通过传动轴连接有齿轮，齿轮与齿条相啮合；所述的齿条的一端与加荷框架相固联。
3.如权利要求2所述的新型双轮等应变直剪仪，其特征在于，所述的皮带为同步齿形带；所述的皮带轮为齿形带轮。
4.如权利要求2所述的新型双轮等应变直剪仪，其特征在于，所述的传动轴穿过一套管；所述套管通过固定支杆与机座固定连接。
5.如权利要求1、2、3或4所述的新型双轮等应变直剪仪，其特征在于，所述的加荷框架包括上横梁、荷载杆和下横梁，上横梁两端通过荷载杆与下横梁两端连接；所述下横梁与齿条一端连接；所述上横梁与安设在上剪切盒上面的传压螺钉相配置。
6.如权利要求5所述的新型双轮等应变直剪仪，其特征在于，所述的竖直加荷装置还包括与下横梁相连的杠杆；所述杠杆两端分别设置有砝码盘和平衡锤。
7.如权利要求5所述的新型双轮等应变直剪仪，其特征在于，所述的下横梁连接有一竖直杆，竖直杆的顶端固接有滚珠，滚珠卡在设置在机座上的导槽内，竖直杆通过滚珠随加荷框架左右移动。
【专利摘要】本发明公开了一种新型双轮等应变直剪仪，包括机座以及设置在机座上的水平推动座装置、竖直加荷装置、下剪切盒和垂直移位百分表，在下剪切盒上设置有上剪切盒，上剪切盒的前端与垂直移位百分表的量力环相接；所述水平推动座装置包括与下剪切盒连接的推块，手轮通过传动机构与推块相连，带动推块平移，推块上设置有垂直变形百分表；所述的竖直加荷装置包括与上剪切盒相连的加荷框架，在机座下方对应于手轮增设有联动装置，联动装置的驱动端通过带轮机构与水平推动座装置的手轮相连，联动机构的输出端与竖直加荷装置的加荷框架相连。本发明保证了整个剪切试验过程中荷载杆施加在剪切盒上的始终是竖直荷载，得到土的抗剪强度实验值更加准确。
【IPC分类】G01N3-24
【公开号】CN104596867
【申请号】CN201510035429
【发明人】谢实宇, 袁宜勋, 潘玉珍, 雷超, 李汉桥, 李明, 谢琦, 刘国栋
【申请人】长江三峡勘测研究院有限公司（武汉）
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月23日