[实用新型]加筋土可视化大模型直剪试验数采仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直剪试验设备，特别是一种加筋土可视化大模型直剪试验数采仪。 

背景技术

加筋土技术的广泛应用，迫切需要准确测定筋土直剪界面的抗剪强度，直接剪切试验是测定筋土界面的抗剪强度的一种常用方法。试验的原理是根据库仑定律，筋土界面的抗剪强度与剪切面上的法向压力成正比。直剪试验设备虽在近年得到了发展，但仍存在以下方面的不足：

（1）试验仪器中的土工盒尺寸一般都相对较小，试验会受到室内模型尺寸效应的限制，关于筋土界面相互作用的研究不可避免的受到边界效应的影响；

（2）剪切面上的剪应力分布不均匀，土样剪切破坏先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象。因而在剪切时，剪切面中央部分与靠近剪切盒壁区域的试样应变会不一致，靠近剪切盒壁试样的应变较大，而中央部分的应变较小；

（3）由于现有的剪切盒上下盒的大小相同，剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而计算抗剪强度时却按土样的原截面积计算的；

（4）竖向荷载会发生偏转，主应力的大小及方向是动态的；

（5）现有剪切盒的上下剪切盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大；

（6）剪切过程中，试样发生体积变化，上剪切盒会限制试样在垂直方向的升降，试样与剪切盒内壁之间产生摩擦力，这个摩擦力相当于在试样上施加一个附加正应力与实际外加的正应力不一致；

（7）现有试验设备仅能得到筋土界面相互作用过程的宏观力学响应，而无法探明筋土作用过程中界面砂土细观组构的演化规律，从而也无法从颗粒介质层面揭示筋土界面相互作用的细观力学本质；

（8）试验数据的读取、记录和处理，也存在着许多缺陷，容易产生人为误差，无法获得精确的试验结果。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现阶段直剪验设备的不足，提供一种剪切盒可视化、直剪试验过程中误差小、试验数据精确的加筋土可视化大模型直剪试验数采仪。

解决上述技术问题的技术方案是：一种加筋土可视化大模型直剪试验数采仪，包括竖向加载系统、水平加载系统和剪切盒，所述的竖向加载系统安装在剪切盒的上方，该竖向加载系统包括液压千斤顶、反力框架和液压板，所述的剪切盒包括均填充有填料的上剪切盒和下剪切盒，所述的水平加载系统包括推拉电动机和滑动平衡顶推杆，所述的推拉电动机上安装有位移传感器和压力传感器，所述的滑动平衡顶推杆的一端与推拉电动机连接，该滑动平衡顶推杆的另一端与下剪切盒连接，所述的上剪切盒的宽度与下剪切盒的宽度相等，该上剪切盒的长度比下剪切盒的长度小，所述的上剪切盒放置在下剪切盒上，所述的剪切盒远离滑动平衡顶推杆的一侧安装有反力装置，所述的反力装置与上剪切盒连接，所述的上剪切盒一侧壁沿剪切方向设有透明的钢化玻璃，所述的钢化玻璃前面安装有用于拍摄并记录剪切盒中筋土界面土体颗粒变化过程的数码摄录装置，所述的下剪切盒的一端上安装有土工物弹簧夹具。

本实用新型的进一步技术方案是：所述的土工物弹簧夹具由上夹板和下夹板组成，所述的上夹板和下夹板通过弹簧螺栓连接。

所述的下剪切盒的内径尺寸为：长=800 mm、宽=400 mm、高=500mm，所述的上剪切盒的内径尺寸为：长=600 mm、宽=400 mm、高=500mm。

所述的钢化玻璃的尺寸为：长=400mm、高=200mm。

所述的液压千斤顶通过球形可旋转连杆与液压板连接。

所述的上剪切盒和下剪切盒均为由钢材料制造的钢剪切盒，所述的上剪切盒和下剪切盒的接触面上涂抹有润滑油。

所述的下剪切盒底部安装有滑动支座和定向滑轮。

所述的加筋土可视化大模型直剪试验数采仪还包括控制台，该控制台中设有集成电板和控制面板，所述的推拉电动机、位移传感器和压力传感器均安装在该控制台中。

所述的加筋土可视化大模型直剪试验数采仪还包括用于放置竖向加载系统、水平加载系统和剪切盒的承重台，所述的承重台的底端设有脚支座。

由于采用上述技术方案，本实用新型之加筋土可视化大模型直剪试验数采仪与现有的直剪试验设备相比，具有以下有益效果：