[发明专利]用于原位测试土体抗剪强度值的双十字检测仪及测试方法

权利要求书

1.一种用于原位测试土体抗剪强度值的双十字检测仪，包括齿轮扭力装置（1），扭矩测量装置（2），转轴（3），单向轴承（4），连接件（5），剪切板（6）；所述的齿轮扭力装置（1）驱动转轴（3），转轴（3）的靠近底端的轴身处固定套置单向轴承（4），剪切板（6）通过单向轴承（4）和连接件（5）与转轴（3）相连，其特征在于：单向轴承（4）包括上单向轴承（9）和下单向轴承（10），连接件（5）包括上连接件（11）和下连接件（12）；所述的上连接件（11）与下连接件（12）的纵截面成漏斗形，上连接件（11）和下连接件（12）较宽的一端分别与上单向轴承（9）、下单向轴承（10）固定，上连接件（11）套置在下连接件（12）的外侧；剪切板（6）分成上剪切板（7）与下剪切板（8）且横截面成十字形，上剪切板（7）和下剪切板（8）分别与上连接件（11）、下连接件（12）固定。

2.根据权利要求1所述的用于原位测试土体抗剪强度值的双十字检测仪，其特征在于：上单向轴承（9）和下单向轴承（10）的相对转动方向相反。

3.根据权利要求1所述的用于原位测试土体抗剪强度值的双十字检测仪，其特征在于：上剪切板（7）的中心呈圆管状，与上连接件（11）连接并套置在下连接件（12）外侧。

4.根据权利要求1所述的用于原位测试土体抗剪强度值的双十字检测仪，其特征在于：上剪切板（7）与下剪切板（8）的大小相等。

5.根据权利要求1所述的用于原位测试土体抗剪强度值的双十字检测仪，其特征在于：上剪切板（7）与下剪切板（8）上下相邻。

6.根据权利要求1所述的用于原位测试土体抗剪强度值的双十字检测仪，其特征在于：还包括圆锥头（13），所述的圆锥头（13）布置在下剪切板（8）的中心下端。

7.利用权利要求1所述的用于原位测试土体的双十字检测仪的检测方法，其特征在于：方法如下：

1）、装配仪器：将上下两块剪切板对齐，压入测试土体中；

2）、启动仪器进行一次实验：齿轮扭力装置（1）通过转轴（3）施加某一向扭矩使转轴朝一向转动，通过一组单向轴承带动一块十字板对土体进行剪切；

3）、通过扭矩测量装置（2）测出土体剪破时施加于剪切板上的扭矩的绝对值M₁；

4）、启动仪器进行二次实验：齿轮扭力装置（1）通过转轴（3）施加反方向扭矩使转轴朝反方向转动，通过另一组单向轴承带动另一块十字板对土体进行剪切；

5）、通过扭矩测量装置（2）测出土体剪破时施加于剪切板上的扭矩的绝对值M₂；

6）、通过如下公式：

△M=M₁－M₂

计算得出土体剪破时在一个水平面上的剪应力所产生的抵抗力矩，进而求解水平方向上的抗剪强度值；

7）、将步骤6计算得出的水平方向上的抵抗力矩△M代入如下公式：

M₃=M₁－2△M

计算得出土体剪破时在竖直面上的剪应力所产生的抵抗力矩，进而求解竖直方向上的抗剪强度值。