[发明专利]一种剪切过程可视化直剪试验仪

说明书

本发明公开了一种剪切过程可视化直剪试验仪，包括对试验仪整体进行固定支撑的支腿，以及固定在支腿上的支撑板一和支撑板二，所述支撑板二的上表面设有水平限位滑动的下剪切盒体，所述下剪切盒体上表面设有上剪切盒体，所述下剪切盒体和上剪切盒体内设有对岩土样剪切过程进行摄像的拍摄装置。本发明，通过上述结构之间的配合使用，解决了在实际使用过程中，由于传统的试验仪难以实现基于拍照或摄像方式从剪切盒侧面连续动态观测岩土体的剪切变形破坏过程，不便于更加全面深入地研究岩土体的剪切变形破坏机理，为岩土工程与地质工程领域的工作提供更加有效的技术支撑。

技术领域

本发明涉及岩土地质工程领域技术领域，具体为一种剪切过程可视化直剪试验仪。

背景技术

在岩土工程与地质工程领域，直剪试验是研究岩土体抗剪性能的重要手段，可用于评价岩土构筑物的变形破坏过程与稳定性。然而，当前直剪试验仪只能获得岩土体的剪应力与剪切位移曲线、峰值抗剪强度、残余抗剪强度与抗剪强度参数(黏聚力与内摩擦角)，难以通过拍照或摄像方式从剪切盒侧面连续动态观测岩土体的剪切变形破坏过程，从而限制了对岩土体剪切变形破坏发育过程的连续动态研究，难以更加系统全面地揭示岩土体的剪切变形破坏机理。

此外，大部分直剪试验仪的剪切加载技术相对较为落后，只提供几个剪切速率可供选择，无法满足用户以更多剪切速率开展岩土体的剪切试验的需求。

因此，有待研发一种剪切过程可视化直剪试验仪，该试验仪不仅可以实现基于拍照或摄像方式从剪切盒侧面连续动态观测岩土体的剪切变形破坏过程，还可以实现以更多剪切速率开展直接剪切试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剪切过程可视化直剪试验仪，具备连续动态观测的优点，解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种剪切过程可视化直剪试验仪，包括对试验仪整体进行固定支撑的支腿，以及固定在支腿上的支撑板一和支撑板二，所述支撑板二的上表面设有水平限位滑动的下剪切盒体，所述下剪切盒体上表面设有上剪切盒体，所述下剪切盒体和上剪切盒体内设有对岩土样剪切过程进行摄像的拍摄装置，所述支撑板二上靠近下剪切盒体的上表面固定连接有对下剪切盒体提供剪切盒内岩土体的剪切动力的电缸，所述电缸上设有与电缸一体化传动配合的伺服电机；

试验仪还包括控制伺服电机运动的数据采集控制器、与数据采集控制器数据传输的计算机模块以及为数据采集控制器和计算机模块供电的电源。

优选的，所述电缸包括置于支撑板二和伺服电机之间的电缸设备本体，所述电缸设备本体的表面固定连接有固定耳，所述固定耳被贯穿并固定连接有螺接在支撑板二上的螺栓三，所述电缸设备本体上的输出轴同轴固定连接有端部开设有外螺纹的推进杆，所述推进杆上远离电缸设备本体的一端套有用以确保推进杆端部的螺纹段与下剪切盒体一侧紧固连接的限位螺母。

优选的，所述上剪切盒体包括设置在下剪切盒体上的上剪切盒主体框、在上剪切盒主体框上对称焊接的上剪切盒侧框以及竖直贯穿并嵌入上剪切盒主体框一侧内的透明钢化玻璃板一，所述上剪切盒主体框的侧面固定连接有外伸钢板，所述外伸钢板远离上剪切盒主体框的一侧设有半圆柱凸起。

所述下剪切盒体包括设置在上剪切盒体下表面的下剪切盒主体框、在下剪切盒主体框上对称焊接的下剪切盒侧框、竖直贯穿并嵌入下剪切盒主体框一侧的透明钢化玻璃板二；

所述透明钢化玻璃板一和透明钢化玻璃板二上下同侧设置；

所述下剪切盒主体框上朝向电缸的一侧开设有与推进杆上外螺纹配合的螺纹孔，下剪切盒主体框的底部设有底支撑板。

优选的，所述上剪切盒主体框和下剪切盒主体框的对角处均开设有上下对应的插孔，上下两个插孔之间插有销钉。

优选的，所述支撑板二的上表面设有导轨，所述导轨的上表面以及下剪切盒主体框底部均开设有两个用于放置两排钢珠的三角形截面槽。