專利名稱：直剪試驗土樣受力變形過程演示儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種能夠演示直剪試驗中土樣受力與變形過程的裝置，特指采用 有機玻璃制作上剪切盒，并在其上標注刻度值，在直剪試驗進行過程中，可通過上剪切盒觀 察土樣的顆粒錯動及各處水量變化情況，以演示直剪試驗過程中土樣受力變形過程的裝置。
背景技術：
土體抗剪強度指標的測定方法較多，其中直剪儀結構較為簡單，土樣制備和試驗 操作均方便，目前在工程上使用較為普遍，因此也是土力學課程教學的重點之一。事實上， 直剪試驗人為指定了剪切面，且所模擬的土體受力狀態(tài)與實際情況有一定區(qū)別，對于某些 較軟弱的土，法向荷載有可能導致土體從側面擠出。這些在試驗實際操作過程中所遇到的 各類情況，無法在理論教學中予以完整的說明，只能通過實際操作更深一步認識。但目前教 學所使用的直剪儀普遍以說明背景理論為目的，未考慮使操作者直觀的看到剪切盒內(nèi)土樣 的受力與變形過程，因此，無法對直剪儀的適用范圍及試驗操作中可能遇到的問題進行演 示和說明。如能對常規(guī)直剪儀進行適當?shù)母脑?，使學生能夠直觀的觀察到直剪儀剪切過程 中各類土樣的受力和變形特點，則可使其在認識直剪試驗理論背景的同時，進一步了解到 直剪試驗的缺陷和適用條件。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種試驗過程中可直接觀察直剪時土樣 受力和變形過程的直剪試驗土樣受力變形過程演示儀。為了解決上述技術問題，本實用新型提供的直剪試驗土樣受力變形過程演示儀， 包括剪切上盒，所述的剪切上盒為透明剪切上盒。所述的透明剪切上盒上標注有刻度。所述的透明剪切上盒的有機玻璃剪切環(huán)通過固定螺栓與剛性頂頭連接，在所述的 有機玻璃剪切環(huán)上設有插銷孔。采用上述技術方案的直剪試驗土樣受力變形過程演示儀，采用有機玻璃制作透明 剪切上盒，并在透明剪切上盒標注有刻度，以便于試驗者觀察。進行試驗時，首先將試樣置 入直剪儀剪切盒中，施加適當?shù)姆ㄏ驊?，待豎向沉降量穩(wěn)定后，以等速推動剪切盒下盒， 使土樣產(chǎn)生剪切位移，每隔一段時間記錄壓力環(huán)中百分表的讀數(shù)，在試驗進行的同時可透 過透明剪切上盒觀察土樣的受力與變形狀態(tài)。本實用新型可直接觀察直剪時土樣受力和變 形過程。本實用新型通過改造直剪儀上盒，使試驗者可通過透明剪切上盒觀察整個試驗過 程中土樣的狀態(tài)，從而達到演示直剪試驗中土樣受力與變形過程，加深試驗者對直剪試驗 理論背景、缺陷及適用條件的認識的目的。綜上所述，本實用新型是一種試驗過程中可直接觀察直剪時土樣受力和變形過程 且結構簡單、性能可靠、成本低廉的直剪試驗土樣受力變形過程演示儀。

圖1是整體裝置圖；圖2是直剪儀上盒詳細構造圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。參見圖1和圖2，剪切傳動機構1通過傳動齒輪箱2連接有剛性剪切下盒10，剛性 剪切下盒10設有水平位移百分表8，剛性剪切下盒10上設有透明剪切上盒6，透明剪切上 盒6的有機玻璃剪切環(huán)12通過固定螺栓14與剛性頂頭11連接，在機玻璃剪切環(huán)12上設 有插銷孔13，透明剪切上盒6上設有傳壓板5，傳壓板5連接有豎向位移百分表4，剛性頂頭 11連接有測力計9，有機玻璃剪切環(huán)12上標注有刻度15。參見圖1和圖2，試驗時，首先將透明剪切上盒6安裝在剛性剪切下盒10上，用插 銷穿過插銷孔13將透明剪切上盒6固定在剛性剪切下盒10上，然后依次將透水石3，土樣 7置入，之后再在土樣7上放置透水石3和傳壓板5，對土樣7施加豎向荷載時，通過透明剪 切上盒6觀察土樣的變形情況，同時通過豎向位移百分表4和刻度兒觀察土樣7的壓縮變 形量。待土樣7壓縮變形量穩(wěn)定后，松開穿過插銷孔13的插銷，采用剪切傳動機構1和傳 動齒輪箱2對剛性剪切下盒10即對土樣7施加剪切力，在剪切過程中通過透明剪切上盒6 觀察土樣的受力與變形情況，同時通過水平位移百分表8、測力計9讀取剪切過程中土樣7 的剪切變形和剪切力。
權利要求1.一種直剪試驗土樣受力變形過程演示儀，包括剪切上盒，其特征是所述的剪切上 盒為透明剪切上盒(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的直剪試驗土樣受力變形過程演示儀，其特征是所述的透明 剪切上盒(6)上標注有刻度(15)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的直剪試驗土樣受力變形過程演示儀，其特征是所述的 透明剪切上盒(6)的有機玻璃剪切環(huán)(12)通過固定螺栓(14)與剛性頂頭(11)連接，在所 述的有機玻璃剪切環(huán)(12)上設有插銷孔(13)。
專利摘要本實用新型公開了一種直剪試驗土樣受力變形過程演示儀，包括剪切上盒，所述的剪切上盒為透明剪切上盒(6)。所述的透明剪切上盒(6)上標注有刻度(15)。所述的透明剪切上盒(6)的有機玻璃剪切環(huán)(12)通過固定螺栓(14)與剛性頂頭(11)連接，在所述的機玻璃剪切環(huán)(12)上設有插銷孔(13)。本實用新型是一種試驗過程中可直接觀察直剪時土樣受力和變形過程且結構簡單、性能可靠、成本低廉的直剪試驗土樣受力變形過程演示儀。
文檔編號G01N3/24GK201788615SQ20102052525
公開日2011年4月6日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權日2010年9月10日
發(fā)明者孫淼, 張紹民, 文為, 肖瑩萍, 賀煒 申請人:長沙理工大學