[发明专利]一种接触面等应变直剪仪及其制样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直剪仪，特别是涉及一种接触面等应变直剪仪。 本发明还涉及该接触面等应变直剪仪的制样方法。

背景技术

目前，岩土工程中经常遇到岩土体材料和构筑物接触面力学性能 及行为的研究，比如桩-土接触面。对于这类问题，现阶段广泛采用 的研究方法有：①现场试验，利用施工现场的资源，采用足尺试验进 行力学试验，这种方法虽然直观可靠，但费用高，周期长，研究不同 设计参数条件下的界面性质代价较高。②模拟试验，通过模拟现场环 境和施工状态，根据不同条件，模拟和预测现场材料界面的力学行为。 通常利用大型直剪仪、缩尺试验或改进试验仪器，在研究桩与细颗粒 (粒径<2mm)的相互作用时，操作复杂，试验仪器笨重；缩尺试验具 有较好的代表性，相似比及模拟材料的选择对试验结果影响较大；目 前的改进试验仪器能从一定程度上模拟现场，但尺寸效应和应力集中 仍然比较明显，且没有形成统一的制样方法，在接触面性状控制方面 仍显不足。前两者试验周期长，耗费人力财力大，第三者周期短，可 节约资源，但可重复性仍然不足，急需进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种剪切过程中接触 面面积始终不变，能明显改善应力集中现象，在制样过程中控制接触 面性状，能准确测量桩土接触面的应力应变状态的接触面等应变直剪 仪。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种使用该接触面等 应变直剪仪的制样方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的接触面等应变直剪 仪，包括机架、转轴、顶杆、圆形加载帽和直剪盒，在所述的机架上 设有电机，所述的电机连接有换向变速盒，所述的电机的输出轴经链 轮和链条与所述的转轴耦合传动连接，所述的直剪盒由上剪切盒与下 剪切盒组成，所述的顶杆前端对应所述的下剪切盒的凹槽，所述的下 剪切盒的下端通过带有钢珠的滑槽安装在所述的机架上，所述的上剪 切盒的右端凹槽与量力环耦合，所述的上剪切盒由外面钢片和第一限 位螺杆锁定，所述的上剪切盒的上端设有盖板，所述的盖板的顶端设 有圆形凹槽，所述的圆形加载帽设置在所述的圆形凹槽内，所述的圆 形加载帽的顶部设有百分表，所述的圆形加载帽通过杠杆系统与砝码 联接，所述的上剪切盒的两侧钢板下设有导轨，还包括一个压模钢板， 还包括至少一个上试模盒和至少一个下试模盒。

所述的换向变速盒包括单刀双掷开关和变速器。

所述的下试模盒的模盒底板设有底板凹槽，在所述的底板凹槽内 设有钢板隔板且经第二限位螺杆锁定，所述的上试模盒由壁板、开孔 板及第三限位螺杆组成，所述的上试模盒外面设有压样控制线；所述 的压模钢板的两面铣有槽齿，所述的槽齿分别为0.5mm、1mm、2mm 或4mm，均为V型槽。

所述的上试模盒中各板厚度均为8mm，所述的上试模盒内部尺寸 为长95mm，宽75mm，高45mm，对应的所述的上剪切盒的内部尺寸为 长110mm，宽100mm，高25mm。

所述的直剪盒的材质为镀镍钢。

所述的上剪切盒的剪切方向的侧板为亚力克板，实现盒中试样运 移情况可视化。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的使用接触面等应变 直剪仪的制样方法，包括如下步骤：

(1)、将水泥土按设计配比调制好后，装入上试模盒；

(2)、对调制后易流动的水泥土，经振动台振动密实后，用切土 刀抹平水泥土表面，用湿毛巾擦净压模钢板后，将其放于抹面上，均 匀用力轻压压模钢板至压模钢板与上试模盒的方管四周相抵，揭开压 模钢板，水泥土底板压制成型；

(3)、对调制后不易流动难振动成型的水泥土，称取相应质量， 盖上压模钢板，于路面强度试验仪压样，拆除钢板盒；

(4)、同批制作环刀试样，将两种试样放入保湿缸养护24小时后 拆模并取出环刀试样，并用切土刀削去边角余料，再回放至保湿缸养 护至相应龄期；

(5)、按设计含水率配制土样，并焖料；

(6)、将上试模盒放于水泥土板相应位置，按设计质量称好土样， 缓慢倒入上试模盒中，铁丝划动土粒，使其均匀分布与整个盒中并压 样至压样控制线，成齿；

(7)、将试样装入剪切盒中，根据设计剪切速率，启动电机，开 始试样并记录数据。