[发明专利]一种冻土大剪仪及其系统

说明书

本申请提供了一种冻土大剪仪及其系统，涉及冻土检测技术领域。该冻土大剪仪包括上剪切盒、下剪切盒、冷浴组件、荷载加载组件以及冻胀力测试组件，上剪切盒与下剪切盒相对设置以形成置物空间，冷浴组件分别与上剪切盒、下剪切盒连通，荷载加载组件与上剪切盒连接，冻胀力测试组件与上剪切盒和/或下剪切盒连接；其中，上剪切盒与下剪切盒用于容置待测冻土；冷浴组件用于对上剪切盒和/或下剪切盒内的待测冻土冻结至预设温度；荷载加载组件用于对待测冻土施加压力；冻胀力测试组件用于测试待测冻土的冻胀力。本申请提供的冻土大剪仪及其系统具有其能够模拟自然界冻土的单向冻结过程，测试效果更好，且能够对不同尺寸的冻土进行检测的优点。

技术领域

本申请涉及冻土检测技术领域，具体而言，涉及一种冻土大剪仪及其系统。

背景技术

冻土在我国广泛分布，包括多年冻土和季节性冻土，分布面积占据我国国土面积的75％。众多国家级大型项目在冻土区开展，例如哈大高铁、青藏铁路等，大型工程在冻土区开展，冻土力学特征对于工程的设计、施工以及后期安全运营发挥着举足轻重的作用。

冻土力学特征测试中的关键是需要通过室内测试系统精准地模拟现场冻土遭遇的应力场、温度场等变化，其获得的物理力学参数才能够为冻土工程设计提供准确可靠的技术参数。

现有技术中使用较多的设备为冻土三轴仪试验系统，该系统主要通过预先对试样进行冷冻，然后将试样置入三轴试验系统中，通过冷浴保持负温，进而按照实验计划对试样加载，实现冻土不同应力路径条件下测试工作，获得不同负温条件下冻土的力学特征指标，该设备目前使用较多，且技术较为成熟。

然而，目前的设备中不能够模拟自然界冻土的单向冻结过程，同时无法对冻结碎石及含有大量粒径超过10mm冻土力学特性进行测试。

发明内容

本申请的目的在于提供一种冻土大剪仪及其系统，以解决现有技术中在进行冻土测试时，存在无法模拟自然界冻土的单向冻结过程及测试品的尺寸受限的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

一方面，本申请实施例提供了一种冻土大剪仪，所述冻土大剪仪包括上剪切盒、下剪切盒、冷浴组件、荷载加载组件以及冻胀力测试组件，所述上剪切盒与所述下剪切盒相对设置以形成置物空间，所述冷浴组件分别与所述上剪切盒、所述下剪切盒连通，所述荷载加载组件与所述上剪切盒连接，所述冻胀力测试组件与所述上剪切盒和/或所述下剪切盒连接；其中，

所述上剪切盒与所述下剪切盒用于容置待测冻土；

所述冷浴组件用于对所述上剪切盒和/或所述下剪切盒内的待测冻土冻结至预设温度；

所述荷载加载组件用于对所述待测冻土施加压力；

所述冻胀力测试组件用于测试所述待测冻土的冻胀力。

可选地，所述上剪切盒与所述下剪切盒的截面为正方形或三角形。

可选地，所述冻土大剪仪还包括伺服电机与传力杆，所述伺服电机通过所述传力杆与所述上剪切盒或所述下剪切盒连接；其中，

所述伺服电机用于通过所述传力杆向所述上剪切盒或所述下剪切盒施加作用力。

可选地，所述冻土大剪仪还包括滚动滑轮与台箱，所述滚动滑轮设置于所述下剪切盒的底部，且所述滚动滑轮与所述台箱连接。

可选地，所述冻土大剪仪还包括台箱与支架，所述冻胀力测试组件包括水平位移传感器，所述下剪切盒与所述支架均设置于所述台箱上，所述水平位移传感器安装于所述支架上，且所述水平位移传感器与所述上剪切盒或所述下剪切盒连接，以测试所述上剪切盒或所述下剪切盒的水平位移量。