[实用新型]一种用于直剪试验的上下叠置环刀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于直剪试验的上下叠置环刀，属于土工试验技术领域。

背景技术

直接剪切试验(简称直剪试验)是测定土体抗剪强度指标的一种常用方法，具有设备简单、操作方便等特点。试验时一般取4个试样，分别施加不同法向压力，再分别对它们施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ。然后，根据Coulomb准则确定土的抗剪强度参数内摩擦角和黏聚力c。

直剪试验步骤如下：1.将下剪切盒固定在储水盒上，对准上下剪切盒，插入固定销，在下剪切盒内放入透水板和滤纸；2.装入土样，在土样上放置滤纸和透水板；3.使上剪切盒前端刚好与测力计接触，调整测力计读数为零，顺次加上传压板、加压框架；4.通过垂直加压设备施加垂直压力，这时，土样中的部分水分透过透水板，通过排水洞排至储水盒中；5.拔去上下剪切盒之间的固定销，调零测力计，通过剪切传动装置对下剪切盒施加水平推力，使土样在上下剪切盒的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏，记录测力计读数和剪切位移量。

对于黏性土，现行规范装样操作是，直接用环刀从黏性土中切出圆形土样，然后将环刀刃口向上对准上剪切盒口，在土样上放透水板，将土样缓缓推入剪切盒内。最后移去环刀，即可在不同的垂直压力p下施加水平剪切力进行剪切，确定出黏性土的抗剪强度参数。这个方法的缺点是：在试样制备过程中(尤其在圆形土饼推入过程中)，黏性土试样会受到一定程度的扰动，其原状性在直剪试验中难以完全保持，从而导致试验结果不准确。

而对于非黏性土，由于其易沿着环刀壁下滑，装入土样时并不能像黏性土一样将试样推入剪切盒内。现有直剪试验对非黏性土进行试验时，往往是根据剪切盒的高度及试样密度控制装入试样质量，击实(或压实)到规定高度后即可进行剪切试验。试样制备完成后，非黏性土的原始性状已受到干扰，试样的受力状态受到影响，最终会导致测定的抗剪强度参数指标不准确，不能完整反映非黏性土的原状性质。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于直剪试验的上下叠置环刀。采用该上下叠置环刀进行直剪试验，适用于黏性土及非黏性土，操作方便，整个试验过程连续性好，试验测定的土样的抗剪强度参数指标准确。

本实用新型为实现其发明目的所采用的技术方案是：一种用于直剪试验的上下叠置环刀，其结构特点是：所述上下叠置环刀由高度相同的上部和下部连接构成，其连接的具体结构是：所述的上下叠置环刀的上部开有螺纹通孔，下部的顶部开有与所述螺纹通孔适配的螺纹盲孔，螺纹通孔和螺纹盲孔中连接有螺纹销；所述上下叠置环刀的上部和下部壁厚相同，下部的下端带刃口；所述上下叠置环刀的外径与直剪试验的剪切盒内径适配。

本实用新型的使用方法是：

一、取样：对于黏性土，直接按照现有的环刀取样方法通过上下叠置环刀取样；对于非黏性土，可以按照现有的原状取砂器取样，仅仅将现有的原状取砂器中用的环刀换成上下叠置环刀；也可以用上下叠置环刀直接取样：将上下叠置环刀下端的刃口侧垂直压入土体，直至土样突出环刀顶部的非刃口侧，刮除高于环刀顶部非刃口侧的土体，然后盖上带凹槽的盖板，使盖板的凹槽的内壁与环刀顶部非刃口侧配合；随后，用托板从低于环刀下端的刃口侧处切入土样，托住环刀及盖板一起反转平置；移除托板，刮除环刀刃口侧土样，用毛刷洁净环刀周边土样，即完成取样；

二、装样：将装有土样的上下叠置环刀置于放好透水板和滤纸的直剪试验的下剪切盒中，通过调整下透水板的高度使上下叠置环刀的上部和下部的连接处与下剪切盒的上表面齐平；将上剪切盒套入上下叠置环刀的上部，并与下剪切盒对准，插入上剪切盒和下剪切盒的固定销，再卸掉环刀上部和下部之间的固定销。

三、试验：在土样上表面依次放置滤纸、半径与环刀内径相同的透水板、传压板，通过垂直加压设备施加一定的垂直压力；最后拔去上下剪切盒之间的固定销，调零测力计，通过剪切传动装置对下剪切盒施加水平推力，带动下剪切盒内上下叠置环刀的下部及其中的土样，使土样在上下剪切盒(上下叠置环刀的上部和下部)的水平接触面上产生剪切变形，直至破坏，记录测力计读数和剪切位移量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在取样完毕后，上下叠置环刀直接置于直剪试验的剪切盒中，在剪切试验中实现带环刀剪切，对于黏性土无需将环刀内土样缓缓推入剪切盒内，对于非黏性土可将环刀及试样一起置于剪切盒内进行试验，解决了以前试验过程中黏性土和非黏性土试样进入剪切盒所引起的原状土样扰动问题，整个试验过程连续性好，试验测定的土样的抗剪强度参数指标准确。