[实用新型]一种土壤直剪仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤剪切力检测设备领域，特别涉及一种土壤直剪仪。

背景技术

土是固相、液相和气相组成的散体材料。一般而言，在外部荷载作用下，土体中的应力将发生变化。当土体中的剪应力超过土体本身的抗剪强度时，土体将产生沿着其中某一滑裂面滑动，而使土体丧失整体稳定性。所以，土体的破坏通常都是剪切破坏。土体的抗剪强度指岩土、土体在剪切面上所能承受的极限或允许剪切力，是土体抵抗破坏的极限能力，其数值上等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。

对于水土保持学科，在对矿区进行修复的过程中，废石及矿渣的抗剪应力是区域水土流失评价中反映土力学特性的重要指标之一，它的抗剪强度的大小直接影响了土壤的抗侵蚀性能和矿山整体发生滑坡、崩塌等灾害的可能性大小，因此研究矿区废石及渣土的抗剪应力与稳定性分析对矿区的修复具有非常重要的意义。

目前，公告号为CN204789182U的中国专利公开了一种四联直剪仪，它包括涡轮箱、剪切盒、测力环和顶压件，所述电机与一个涡轮箱传动连接，所述四组测试组件的涡轮箱依次传动连接，所述每个涡轮箱相对于剪切盒一侧设有可伸缩的顶轴，它还包括 四块条状的测试组件基板，所述测试组件基板上依次设有测力环顶台、测力环安装台、剪切盒安装槽、涡轮箱，所述测力环设置在测力环顶台与测力环安装台之间，所述剪切盒设置在剪切盒安装槽内。

这种四联直剪仪虽然可以通过测力环测量土壤的剪切力，但是由于测力环与测力环顶台之间会存在间隙，导致测力环测量的数据不准确。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种土壤直剪仪，其具有消除测力环与上盒之间的间隙，提高测力环测量准确性的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种土壤直剪仪，包括操作台，操作台上设有用于放置土壤的剪切盒，剪切盒包括上盒和下盒，所述剪切盒一侧设有用于对剪切盒施加剪切力的施力装置，另一侧设有用于检测土壤剪切力的测力装置；所述测力装置包括测力环、设置在测力环上与上盒抵触的应力块、背向应力块一侧用于调节测力环位置的调节件。

通过采用上述技术方案，当需要测量土壤剪切力时，将土壤放入剪切盒中，通过施力装置对剪切盒施加剪切力，并通过测力装置测量土壤的剪切力，以此获得土壤抵抗破坏的极限能力。应力块与上盒之间存在间隙，通过调节件驱使应力块靠近并抵触上盒，消除两者之间存在的间隙，这样便可通过测力环准确测得土壤的剪切力。

进一步设置：所述调节件包括设置在操作台上的调节块、设置在调节块上与调节块螺纹连接的调节螺栓、调节螺栓朝向测力环一端呈圆弧形并与测力环抵触。

通过采用上述技术方案，当需要调节测力环的位置时，旋拧调节螺栓，调节螺栓轴向前进并抵触测力环，消除应力块与上盒之间的距离。同时，调节螺栓顶端呈圆弧形，使得调节螺栓顶触测力环时，减轻对测力环的损伤，并且方便调节。

进一步设置：所述测力环上朝向应力块一侧设有第一安装架、测力环上背向应力块一侧设有第二安装架，第二安装架包括设置在操作台上的支脚、与支脚滑动连接的第二安装块，第二安装块与调节螺栓抵触。

通过采用上述技术方案，测力环通过第一安装架和第二安装架安装在操作台上，调节螺栓在轴向方向上前进或者后退时，第二安装块在支脚上滑动，方便第二安装块带动测力环运动。

进一步设置：所述第一安装架包括支架、设置在测力环上的第一安装块、设置在支架上的两个滑轮，第一安装块通过两个滑轮之间与应力块连接。

通过采用上述技术方案，两个滑轮共同支撑第一安装块，以此支撑测力环。并且第一安装块在两个滚轮之间滚动，可减小第一安装块与支架之间的摩擦力，减小由于摩擦力对测力环造成的误差。

进一步设置：所述施力装置包括涡轮箱、设置在涡轮箱内的施力螺杆、驱动涡轮箱的驱动装置，施力螺杆朝向下盒一端与下盒抵触，施力螺杆与下盒的抵触处设有缓冲橡胶。

通过采用上述技术方案，驱动装置驱动涡轮箱带动施力螺杆对下盒施加剪切力，缓冲橡胶可减轻施力螺杆对下盒的冲击，避免多次冲击对下盒造成损伤。

进一步设置：所述驱动装置包括与涡轮箱连接的变速箱、驱动变速箱的驱动电机。

通过采用上述技术方案，变速箱可选择多种速度，通过不同的速度测量不同速度下，土壤能承受的剪切力的大小。

进一步设置：所述施力螺杆背向剪切盒一端设有第一定位传感器，下盒背向施力装置一侧设有第二定位传感器。