[实用新型]一种土工试验土样直剪装置

说明书

技术领域

本实用新型一种土工实验土样直剪装置，涉及一种土工实验的时候能够对土样进行剪切的装置，属于实验仪器设备领域。特别涉及一种土工实验土样剪切时候使用的，能够对土样剪切强度进行测量的装置。 

背景技术

目前，随着建筑技术的发展，研究土的性质显得也越来越重要，而土的剪切强度作为土的基本性质之一，土的剪切强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，当土体受到外界作用载荷时，土中各点将产生剪应力和剪切变形。如果土中某点的剪切应力达到其抗剪强度，该点就会发生剪切破坏，最终形成连续的滑动面，地基即发生整体剪切破坏而丧失稳定性。土的剪切强度是通过室内土工剪切实验测量的。现在土的剪切强度，主要使用杠杆式直剪仪进行测量，这种直剪仪在操作时不仅步骤繁多，而且需要多人合作，测量误差也比较大。此外，杠杆式直剪仪结构复杂，需要测量的数据较多，处理数据比较复杂，而且成本也较高。利用杠杆式直剪仪剪切土样时，装土程序特别复杂，而且盛装土样的上下盒需要用销钉固定，实验时若不及时取出，比较容易把销钉剪断，在实验前还要调平杠杆，然后通过各个砝码进行加压，砝码常年放在地面上，很难保证其质量不会发生变化，在实验过程中，测量数据的过程要两个人合作才能完成，一个人记录手柄所转圈数，另一个人同时记录百分表的读数，不可控因素较多，测量结果有时与真实强度差别较大。 

发明内容

为了改善上述情况，本实用新型一种土工实验土样直剪装置，提供了一种土工实验土样剪切时候使用的，能够对土样剪切强度进行测量的装置。结构简 单，方便使用，能够有效提高土样剪切的效率，提高实验数据精准度。 

本实用新型一种土工实验土样直剪装置是这样实现的：本实用新型一种土工实验土样直剪装置由主体支撑装置和剪切装置组成。主体支撑装置由主体支撑板、竖向支撑杆、调节旋钮、移动轴套、移动支撑板和压力支撑架组成。竖向支撑杆一端垂直置于主体支撑板上，移动轴套置于移动支撑板上，移动轴套通过调节旋钮套接于竖向支撑杆上，压力支撑架置于移动支撑板上，剪切装置由上直剪盒、下直剪盒、压力柱、指示针、刻度尺、螺旋导轨、螺旋轴套、旋转盘、滑动轨道、移动滚珠、压力传感器、滑动轴套、螺旋导杆、动力轴、步进电机、控制器和导线组成。螺旋轴套置于移动支撑板上，螺旋导轨一端置于旋转盘上，另一端穿过螺旋轴套和压力柱相连接，刻度尺垂直置于移动支撑板上，指示针一端焊接于压力柱上，另一端和刻度尺相接触，上直剪盒置于压力支撑架一端，压力柱置于上直剪盒内，滑动轨道置于主体支撑板上，下直剪盒通过移动滚珠置于滑动轨道上，上直剪盒压在下直剪盒上，步进电机置于主体支撑板上，动力轴置于步进电机上，螺旋导杆一端和动力轴相连接，另一端套接置于滑动轴套内，压力传感器一端置于下直剪盒上，另一端与滑动轴套接触，控制器通过导线和步进电机相连接，且置于主体支撑板上，压力传感器通过导线与控制器连接。 

使用时，首先通过调节调节旋钮使移动支撑板上的移动轴套沿着竖向支撑杆移动，然后将土样放入下直剪盒，将移动支撑板旋转回原位置，然后通过调节调节旋钮使移动支撑板上的移动轴套沿着竖向支撑杆移动，回复到原来位置，通过旋转旋转盘，使螺旋导轨沿着螺旋轴套移动，从而推动压力柱向下运动，给下直剪盒内的土样加压，通过观察压力柱一侧的指示针在刻度标尺读数，当加压到指定压力时，停止加压，然后通过控制器控制步进电机转动，步进电机 带动动力轴转动，动力轴带动螺旋导杆旋转，推动滑动轴套往一端移动，从通过滑动轴套接触的压力传感器，使下直剪盒通过移动滚珠沿着滑动轨道移动，直至土样剪切破坏，此时压力传感器记录剪切过程中的最大压力，然后通过导线将数据传输给控制器，进而传输给数据终端，达到有效提高土样剪切效率的目的。 

有益效果 

一、结构简单，方便实用。 

二、成本低廉，易于推广。 

三、能够有效提高土样剪切的效率。 

附图说明

附图1为本实用新型一种土工试验土样直剪装置的立体结构图 

附图中 

其中零件为：调节旋钮(1)，移动轴套(2)，竖向支撑杆(3)，移动支撑板(4)，刻度尺(5)，旋转盘(6)，螺旋轴套(7)，螺旋导轨(8)，压力支撑架(9)，压力柱(10)，滑动轨道(11)，主体支撑板(12)，上直剪盒(13)，指示针(14)，下直剪盒(15)，移动滚珠(16)，压力传感器(17)，滑动轴套(18)，螺旋导杆(19)，动力轴(20)，控制器(21)，导线(22)，步进电机(23) 

具体实施方式：

本实用新型一种土工实验土样直剪装置是这样实现的：本实用新型一种土工实验土样直剪装置由主体支撑装置和剪切装置组成。主体支撑装置由主体支撑板(12)、竖向支撑杆(3)、调节旋钮(1)、移动轴套(2)、移动支撑板(4)和压力支撑架(9)组成。竖向支撑杆(3)一端垂直置于主体支撑板(12)上，移动轴套(2)置于移动支撑板(12)上，移动轴套(2)通过调节旋钮(1)套接于竖向支撑杆(3) 上，压力支撑架(9)置于移动支撑板(4)上，剪切装置由上直剪盒(13)、下直剪盒(15)、压力柱(10)、指示针(14)、刻度尺(5)、螺旋导轨(8)、螺旋轴套(7)、旋转盘(6)、滑动轨道(11)、移动滚珠(16)、压力传感器(17)、滑动轴套(18)、螺旋导杆(19)、动力轴(20)、步进电机(23)、控制器(21)和导线(22)组成。螺旋轴套(7)置于移动支撑板(4)上，螺旋导轨(8)一端置于旋转盘(6)上，另一端穿过螺旋轴套(7)和压力柱(10)相连接，刻度尺(5)垂直置于移动支撑板(4)上，指示针(14)一端焊接于压力柱(10)上，另一端和刻度尺(5)相接触，上直剪盒(13)置于压力支撑架(9)一端，压力柱(10)置于上直剪盒(13)内，滑动轨道(11)置于主体支撑板(12)上，下直剪盒(15)通过移动滚珠(16)置于滑动轨道(11)上，上直剪盒(13)压在下直剪盒(15)上，步进电机(23)置于主体支撑板(12)上，动力轴(20)置于步进电机(23)上，螺旋导杆(19)一端和动力轴(20)相连接，另一端套接置于滑动轴套(18)内，压力传感器(17)一端置于下直剪盒(15)上，另一端与滑动轴套(18)接触，控制器(21)通过导线(22)和步进电机(23)相连接，且置于主体支撑板(12)上，压力传感器(17)通过导线(22)与控制器(21)连接，使用时，首先通过调节调节旋钮(1)使移动支撑板(4)上的移动轴套(2)沿着竖向支撑杆(3)上移动，然后将土样放入下直剪盒(15)，将移动支撑板(4)旋转回原位置，然后通过调节调节旋钮(1)使移动支撑板(4)上的移动轴套(2)沿着竖向支撑杆(3)移动，回复到原来位置，通过旋转旋转盘(6)，使螺旋导轨(8)沿着螺旋轴套(7)移动，从而推动压力柱(10)向下运动，给下直剪盒(15)内的土样加压，通过观察压力柱(10)一侧的指示针(14)在刻度尺(5)读数，当加压到指定压力时，停止加压，然后通过控制器(21)控制步进电机(23)转动，步进电机(23)带动动力轴(20)转动，动力轴(20)带动螺旋导杆(19)旋转，推动滑动轴套(18) 往一端移动，从通过滑动轴套(18)接触的压力传感器(17)，使下直剪盒(15)通过移动滚珠(16)沿着滑动轨道(11)移动，直至土样剪切破坏，此时压力传感器(17)记录剪切过程中的最大压力，然后通过导线(22)将数据传输给控制器(21)，进而传输给数据终端，达到提高有效提高土样剪切效率的目的。