[发明专利]一种直剪仪及其土样剪切方法

权利要求书

1.一种直剪仪，包括用于盛放土样的剪切盒，其特征在于，还包括与所述剪切盒相连，且用于对所述剪切盒中的所述土样进行冻结和解冻的调温装置。

2.根据权利要求1所述的直剪仪，其特征在于，所述剪切盒包括上剪切盒(3)和下剪切盒(11)，所述上剪切盒(3)和所述下剪切盒(11)的侧壁内均设置有中空腔体(17)，且所述中空腔体(17)具有入口和出口，所述调温装置为低温冷浴器(12)，所述低温冷浴器(12)的出液管(10)与所述中空腔体(17)的入口相连，所述低温冷浴器(12)的回液管与所述中空腔体(17)的出口相连。

3.根据权利要求2所述的直剪仪，其特征在于，所述上剪切盒(3)以及所述下剪切盒(11)中的土样容纳腔均呈圆柱状，所述中空腔体(17)环绕所述土样容纳腔的周向设置。

4.根据权利要求1所述的直剪仪，其特征在于，所述剪切盒的侧壁内嵌设有中空管路，所述中空管路具有入口和出口，所述调温装置为低温冷浴器(12)，所述低温冷浴器(12)的出液管(10)与所述中空管路的入口相连，所述低温冷浴器(12)的回液管与所述中空管路的出口相连。

5.根据权利要求1所述的直剪仪，其特征在于，所述剪切盒包括上剪切盒(3)和下剪切盒(11)，所述上剪切盒(3)和所述下剪切盒(11)的侧壁内均设置有中空腔体(17)，所述调温装置为冷媒循环系统，所述冷媒循环系统至少包括依次串联的压缩机、四通阀、第一换热器、节流阀和第二换热器，所述第一换热器或所述第二换热器嵌入所述中空腔体(17)内。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的直剪仪，其特征在于，还包括分别用于放置在所述土样上下两端的上端透水板(13)和下端透水板(14)，在所述上端透水板(13)和/或所述下端透水板(14)上还设置有能够插入所述土样内部的温度探头(7)。

7.根据权利要求6所述的直剪仪，其特征在于，所述温度探头(7)设置在所述上端透水板(13)的中心，用于给所述土样施加法向载荷的加荷帽(4)与所述上端透水板(13)的上表面接触，在所述加荷帽(4)与所述上端透水板(13)之间，以及所述加荷帽(4)与所述剪切盒的内壁之间均开设有用于防止所述温度探头(7)的导线被压坏的避线槽(41)。

8.根据权利要求7所述的直剪仪，其特征在于，所述加荷帽(4)与所述上端透水板(13)之间的所述避线槽(41)，开设在所述加荷帽(4)用于与所述上端透水板(13)相接触的一面上，所述加荷帽(4)与所述剪切盒的内壁之间的所述避线槽(41)，开设在所述加荷帽(4)用于与所述剪切盒的内壁相接触的一面上。

9.根据权利要求1-5、7-8任意一项所述的直剪仪，其特征在于，所述剪切盒由黄铜制成，且所述剪切盒的外表面还包覆有保温层(16)。

10.根据权利要求6所述的直剪仪，其特征在于，所述上端透水板(13)和所述下端透水板(14)上均设置有螺纹孔(132)，所述直剪仪还包括方便所述上端透水板(13)以及所述下端透水板(14)在所述剪切盒内拆装的杆件(15)，所述杆件(15)通过自身外表面上的外螺纹可拆卸地与所述螺纹孔(132)连接。

11.一种如权利要求1-10中任意一项所述的直剪仪的土样剪切方法，其特征在于，包括冻结剪切模式，在所述冻结剪切模式中，依次包括土样放置工序、土样固结工序、土样冷冻工序以及土样剪切工序，其中，所述土样冷冻工序为：设置土样的冷冻目标温度，然后控制所述调温装置对所述剪切盒进行降温冷冻，采集所述土样内的实际温度并与所述冷冻目标温度比较，当所述实际温度与所述冷冻目标温度相等时，控制所述调温装置持续工作并使所述土样在所述冷冻目标温度下维持第一预定时间后进行所述土样剪切工序。

12.根据权利要求11所述的土样剪切方法，其特征在于，还包括冻融剪切模式，在所述冻融剪切模式中，依次包括土样放置工序、土样固结工序、土样冻融工序以及土样剪切工序，其中，所述土样冻融工序为：设置土样的冷冻目标温度和解冻目标温度，然后控制所述调温装置对所述剪切盒进行降温冷冻，采集所述土样内的实际温度并与所述冷冻目标温度比较，当所述实际温度与所述冷冻目标温度相等时，控制所述调温装置持续工作并使所述土样在所述冷冻目标温度下维持第二预定时间，到达所述二预定时间后，提高所述调温装置的温度，使所述土样升温解冻，采集所述土样内的实际温度并与所述解冻目标温度比较，当所述实际温度与所述解冻目标温度相等时，控制所述调温装置持续工作并使所述土样在所述解冻目标温度下维持第三预定时间，到达所述第三预定时间后进行所述土样剪切工序。