一种软土抗剪强度与剪切波速的检测装置的制作方法

本申请涉及岩土工程测试，具体而言，涉及一种软土抗剪强度与剪切波速的检测装置。

背景技术：

1、土体的抗剪强度以及剪切波速vs是一个岩土工程测试中的重要参数。现有技术中，使用压电陶瓷弯曲元测试室内土样的剪切波速。在弯曲元测试中，剪切波引起的土体应变量级在理想弹性范围内，因此若知道土体密度ρ，并且通过弯曲元试验得到剪切波速vs，则可根据弹性理论得到其小应变剪切模量gmax＝ρvs2。通过十字板剪切试验获取土体的抗剪强度，十字板剪切试验通过使用十字板测定饱和软粘性土不排水抗剪强度和灵敏度。

2、但是在需要对土体进行测量时，需要分别多次进行上述试验，会影响土体的稳定性，从而造成测量结果存在偏差、精度差等问题。

3、综上所述，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其能够实现室内模型试验不同深度下剪切强度与剪切波速的测量，具有设备简单、操作方便、测量准确等优点。

2、本申请提供了一种软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，包括：

3、支撑座，所述支撑座包括设于顶部的顶板；

4、检测部，所述检测部的顶部与所述顶板固定连接；所述检测部包括连接件，所述连接件的底部为倒置u型结构，所述倒置u型结构包括第一连接臂和第二连接臂，分别在第一连接臂和第二连接臂的端部设置1个十字板，所述十字板用于插设于土样中获取软土抗剪强度；在每个所述十字板上均设置1个弯曲元，所述弯曲元用于检测并获取剪切波速；

5、转动部，设于十字板与连接件之间，用于控制十字板以预定速度进行转动，包括测量杆以及转动电机，所述转动电机控制测量杆进行转动，所述测量杆的底部与十字板固定连接；所述测量杆的顶部设置扭矩传感器；

6、土样箱，设于所述检测部的下部，用于放置待检测的土样。

7、在一种可实施的方式中，所述测量杆包括第一测量杆和第二测量杆，所述第一测量杆设于所述第一连接臂与十字板之间，所述第二测量杆设于所述第二连接臂与十字板之间。

8、在一种可实施的方式中，所述连接件的顶部设置电动伸缩杆，所述电动伸缩杆通过伸缩电机控制伸缩。

9、在一种可实施的方式中，所述第一连接臂与第一测量杆之间、以及所述第二连接臂与第二测量杆之间均设置1个锁定件，所述锁定件用于在下移后限制第一测量杆或者第二测量杆转动。

10、在一种可实施的方式中，所述锁定件为设于所述第一连接臂以及所述第二连接臂底部的卡圈，所述卡圈包括绕连接臂的周向均布的多个卡爪，所述卡圈分别与所述第一连接臂或者所述第二连接臂螺纹连接。

11、在一种可实施的方式中，每个所述十字板包括第一翼板和第二翼板，第一翼板和第二翼板垂直设置，在第一翼板或者第二翼板上设置弯曲元。

12、在一种可实施的方式中，十字板包括左十字板和右十字板。通过设置两个十字板，以获取一个检测位置处的两个检测值，以提高竖直的准确性。

13、在一种可实施的方式中，在左十字板上设置第一弯曲元，在右十字板上设置第二弯曲元；所述第一弯曲元用于发射，所述第二弯曲元用于接收，以获取波速。

14、在一种可实施的方式中，所述锁定件对测量杆进行限位后，所述第一弯曲元所在的翼板与所述第二弯曲元所在的翼板相对位置固定。

15、在一种可实施的方式中，第一弯曲元或者第二弯曲元均为压电陶瓷元件。

16、与现有技术相比，本申请的有益效果为：

17、在本申请的技术方案中，通过设置两个十字板，以获取一个检测位置处的两个检测值，提高试验效率，减少试验误差。并且，在同一深度同时进行两次十字板抗剪试验，可减少土体扰动。通过锁定件的设置，在进行剪切波速检测时，保证两个弯曲元之间的位置固定，保证测量结果的准确性。本申请具有高精度、快速响应、便捷测量的特点，能够同时完成十字板测定软土的抗剪强度和弯曲元测定软土的剪切波速试验。

技术特征：

1.一种软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，所述测量杆包括第一测量杆和第二测量杆，所述第一测量杆设于所述第一连接臂与十字板之间，所述第二测量杆设于所述第二连接臂与十字板之间。

3.根据权利要求1所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，所述连接件的顶部设置电动伸缩杆，所述电动伸缩杆通过伸缩电机控制伸缩。

4.根据权利要求2所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，所述第一连接臂与第一测量杆之间、以及所述第二连接臂与第二测量杆之间均设置1个锁定件，所述锁定件用于在下移后限制第一测量杆或者第二测量杆转动。

5.根据权利要求4所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，所述锁定件为设于所述第一连接臂以及所述第二连接臂底部的卡圈，所述卡圈包括绕连接臂的周向均布的多个卡爪，所述卡圈分别与所述第一连接臂或者所述第二连接臂螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，每个所述十字板包括第一翼板和第二翼板，第一翼板和第二翼板垂直设置，在第一翼板或者第二翼板上设置弯曲元。

7.根据权利要求6所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，十字板包括左十字板和右十字板；在左十字板上设置第一弯曲元，在右十字板上设置第二弯曲元；所述第一弯曲元用于发射剪切波或者压缩波，所述第二弯曲元用于接收剪切波或者压缩波。

8.根据权利要求7所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，所述锁定件对测量杆进行限位后，所述第一弯曲元所在的翼板与所述第二弯曲元所在的翼板相对位置固定。

9.根据权利要求8所述的软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，其特征在于，第一弯曲元或者第二弯曲元均为压电陶瓷元件。

技术总结
本申请提供一种软土抗剪强度与剪切波速的检测装置，包括支撑座、检测部、转动部、土样箱。检测部包括倒置U型结构的连接件，包括第一连接臂和第二连接臂，分别在第一连接臂和第二连接臂的端部设置1个十字板，十字板用于插设于土样中获取软土抗剪强度；在每个十字板上均设置1个弯曲元，弯曲元用于检测并获取剪切波速；转动部设于十字板与连接件之间，用于控制十字板以预定速度进行转动。本申请可用于不同深度剪切模量和剪切波速的分析。通过设置两个十字板，以获取一个检测位置处的两个检测值，提高试验效率，减少试验误差，并减少土体扰动。通过锁定件的设置，在进行剪切波速检测时，保证两个弯曲元之间的位置固定，保证测量结果的准确性。

技术研发人员：贾小刚,庄炜焕,张东亚,吴彩虹,乐治济,陈进河,尚文猛,孙秋菊,苏雪清,林旻,吴鹏冠,王月坤
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：20231222
技术公布日：2024/11/7