一种软土不排水剪切强度测试装置及其方法与流程

本发明涉及剪切仪，具体为一种软土不排水剪切强度测试装置及其方法。

背景技术：

1、直接剪切试验，简称“直剪试验”，用直接剪切仪对土样做剪切试验，从而测定土抗剪强度指标的一种试验方法，土样置于直剪仪的固定上盒和活动下盒内，试验时先在土样上施加垂直压力，然后对下盒施加水平推力，上下盒之间的错动使土样受剪破坏，确定某一种土的抗剪强度通常采用四个土样，在不同的垂直压力作用下测出相应的抗剪强度。

2、在对软土不排水剪切强度进行测试时通常都会用到相应的试验装置，其中直剪仪就是其中一种，目前的直剪仪大多由量力环、直剪盒、杠杆机构和伺服驱动机构进行组成，通过杠杆机构先给予直剪盒垂直的压力，然后通过伺服驱动机构给予直剪盒上部分的水平推力，最终通过量力环的读数而计算得到相应的剪切强度，其中直剪盒1-0如附图1中所示，分为上盒1-1、下盒1-2和共同插接于上盒1-1和下盒1-2内的定位螺栓1-3；

3、上述直剪盒1-0在实际的操作过程中需要先将上盒1-1置于下盒1-2上，然后将多个定位螺栓1-3共同插设于上盒1-1和下盒1-2上，使上盒1-1和下盒1-2定位准确，将带有软土的装样环1-4置于上盒1-1内，然后通过手动按压将装样环1-4内的泥土压入到上盒1-1和下盒1-2内，完成土样的嵌入，但是操作人员在实际的使用过程中发现其具有以下缺陷；

4、1、在装样环1-4压入的过程中需要人工手动的进行压入，由于装样环1-4为薄壁管状，因此在其内泥土压入的过程中，既不能很好的保证泥土均匀的送入，同时又容易对操作者的手部造成损伤，容易影响剪切强度测试的精度；

5、2、且在装样环1-4压入前后均涉及到定位螺栓1-3的插拔，从而容易影响装样环1-4的压入效率，同时又由于设置了多个定位螺栓1-3，操作人员在操作时容易造成实验零件的丢失，不利于操作者的稳定实验；

6、因此我们对此做出改进，提出一种软土不排水剪切强度测试装置及其方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种软土不排水剪切强度测试装置及其方法，通过设置定位推动部件和限位滑移部件等结构，解决了现有直剪盒内试样土不易压入且操作较为繁琐的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种软土不排水剪切强度测试装置，包括支撑架、螺纹装配于支撑架顶部一侧的推动件、设于推动件一侧的量力环、设于量力环一侧的直剪机构、固定于支撑架顶部另一侧的伺服推进器、环刀及压盖，其中量力环滑动装配于支撑架的表面且两端分别与推动件和直剪机构相抵触；

4、所述支撑架的底部设有杠杆架，且支撑架的底部靠近杠杆架设有搭放架，还包括：

5、摆动架，所述杠杆架的表面通过销轴活动装配有摆动架；

6、定位推动部件，所述摆动架的顶部设有定位推动部件；

7、其中，定位推动部件包括转动设于摆动架内侧的u型架、螺纹装配于u型架表面的丝杆、固定于丝杆一端的顶杆及通过轴承活动装配于丝杆另一端的顶盖

8、限位滑移部件，所述摆动架的表面设有与定位推动部件相配合的限位滑移部件；

9、其中，限位滑移部件包括与u型架末端固定配合的第一锥形齿轮、啮合于第一锥形齿轮一侧并与摆动架内壁活动配合的第二锥形齿轮、与第二锥形齿轮同轴固定配合的收卷辊、缠绕于收卷辊表面的传动绳及连接于传动绳末端的抵触件；

10、往复定位部件，所述支撑架的底部设有与限位滑移部件相配合的往复定位部件。

11、作为本技术优选的技术方案，所述直剪机构包括卡接于支撑架顶部的下盒体、放置于下盒体上表面的上盒体及固定于上盒体两侧的抵触侧板。

12、作为本技术优选的技术方案，所述抵触件包括滑动套设于摆动架外侧的滑动块，所述滑动块的一侧延伸至摆动架的内部并与传动绳的末端固定配合，且滑动块的底部固定设有与摆动架内壁固定配合的内弹簧，所述滑动块的外侧滑动设有限位柱。

13、作为本技术优选的技术方案，所述往复定位部件包括固定于支撑架底部的壳体、通过转轴活动装配于壳体内顶壁中部的传动齿轮及啮合于传动齿轮两侧的传动架，传动架的表面形成有与限位柱相适配的内槽。

14、作为本技术优选的技术方案，所述传动架的一端延伸至壳体外部，并固定设有与抵触侧板位置相对应的推板，且传动架与支撑架的两侧滑动配合，所述传动架的表面固定设有与壳体内壁固定配合的复位弹簧。

15、作为本技术优选的技术方案，所述杠杆架包括固定于支撑架底部的连接柱、转动连接于连接柱底部的杠杆和转动连接于杠杆末端的砝码架。

16、作为本技术优选的技术方案，所述杠杆架还包括通过销轴活动连接于连接柱内侧的平衡板、连接于平衡板一端的连接锁链；

17、连接锁链的一端与摆动架的表面活动连接，且摆动架通过销轴与杠杆活动配合。

18、作为本技术优选的技术方案，所述搭放架的底部螺纹设有调节丝杆，所述调节丝杆的一端活动设有与搭放架内侧滑动配合的支撑块。

19、作为本技术优选的技术方案，所述压盖的顶部形成有与顶杆一端相适配的顶槽。

20、本发明提供了以下技术方案：

21、一种软土不排水剪切强度测试装置的使用方法，包括以下步骤；

22、s1）、直剪机构校准；

23、旋转摆动架使其与限位滑移部件形成抵触配合，使推板抵触抵触侧板对上盒体进行相对位置校准；

24、s2）、软土置入；

25、将带有软土的环刀放置于上盒体的表面，旋转丝杆使定位推动部件上顶盖对软土进行挤压置入；

26、s3）、垂直加压；

27、旋转调节丝杆使其上的支撑块解除对杠杆架的支撑，使砝码架通过杠杆架传递给顶杆，形成对压盖的垂直加压；

28、s4）、水平剪切；

29、启动伺服推进器使其输出端形成对上盒体的抵触，使其与下盒体形成相对滑动，通过计算单位时间内伺服推进器的推动距离，并结合量力环上实际的测量读数，形成对软土不排水剪切强度的测试结果。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果：

31、在本技术的方案中：

32、1.通过设置的定位推动部件和限位滑移部件，转动摆动架使其抵触于传动架的表面并带动推板滑动，当摆动架置于与水平面垂直状态时，两个推动分别抵触于对应抵触侧板的一侧，实现了上盒体相对与下盒体的位置校准，较于传统的直剪盒，从而避免了需要用到多个定位螺栓而导致操作不便且容易丢失的情况发生；

33、2.通过设置的定位推动部件和限位滑移部件，转动丝杆使其一端的顶盖抵触于环刀内侧的软土表面，可以将软土均匀的推入于定位后的上盒体和下盒体内，较于传统的直剪盒，既避免了需要手动对泥土进行压入的操作，同时又可以使软土均匀的置入，有利于后续更好的实验操作；

34、3.通过设置的定位推动部件和限位滑移部件，翻转u型架于一百八十度后，转动丝杆使其顶杆抵触于上盒体上的压盖表面，在翻转u型架的过程中，通过限位滑移部件的配合，实现了对传动架的解锁，从而保证了此时上盒体可以自由的进行横向的滑动，满足垂直施压的同时，又可以使伺服推进器可以进行横向推动使其进行软土剪切强度的测试操作，从而提高了多个实验装置间的连接性，使其不易发生零件丢失散乱的情况。