專利名稱：一種便攜式十字板剪力儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土體測(cè)試裝置，具體說涉及一種原位測(cè)試土體不排水抗剪強(qiáng)度的便攜式十字板剪力儀。
背景技術(shù)：
土體強(qiáng)度指標(biāo)是建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)以及邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的重要參數(shù)。土體在取樣、運(yùn)輸、試驗(yàn)過程中容易造成各種擾動(dòng)，尤其對(duì)于靈敏度大結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的軟粘土，擾動(dòng)造成直剪、三軸等室內(nèi)試驗(yàn)所獲取的強(qiáng)度指標(biāo)不同程度的失真。十字板剪切試驗(yàn)適用于原位測(cè)定飽水軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度，避免了土樣擾動(dòng)以及土體天然應(yīng)力狀態(tài)的改變。十字板剪切試驗(yàn)自1954年在我國開始使用，目前已成為一種應(yīng)用較廣的土體強(qiáng)度原位測(cè)試手段。 野外十字板試驗(yàn)儀器龐大笨重，操作不便，不適合于室內(nèi)模型試驗(yàn)等小尺度土體強(qiáng)度的實(shí)時(shí)、快速、精確測(cè)量。已有微型十字板剪力儀采用刻度盤和人工讀數(shù)，加荷以及剪切過程中存在各種摩擦，試驗(yàn)精度不足，且只適用于柱狀樣取樣桶內(nèi)部土體強(qiáng)度試驗(yàn)，難以用于模型試驗(yàn)等不同容器內(nèi)土體強(qiáng)度原位實(shí)時(shí)測(cè)定。因此，一種具有較高精度、便于攜帶的、適用于水槽試驗(yàn)等各種室內(nèi)模型試驗(yàn)中土體強(qiáng)度測(cè)試的十字板剪力儀是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種適用于室內(nèi)模型試驗(yàn)、取樣筒內(nèi)柱狀樣以及野外淺部地層軟粘土不排水強(qiáng)度測(cè)試的便攜式十字板剪力儀。為增加測(cè)試裝置的靈活性和適用性，提高測(cè)試精度，本試驗(yàn)裝置采用了便攜式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了剪切速率的可調(diào)、剪切的自動(dòng)控制和剪切扭矩的自動(dòng)采集記錄。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案一種便攜式十字板剪力儀，包括扭矩傳感器、轉(zhuǎn)桿底端連接的十字板板頭、限制轉(zhuǎn)桿水平位移的限位卡、位于橫梁之上的控制箱、位于控制箱之上的卡桿器，其特征是還包括控制箱內(nèi)的減速機(jī)，所述減速機(jī)與主動(dòng)輪同軸固定，被動(dòng)輪與轉(zhuǎn)桿同軸固定。作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述扭矩傳感器固定在轉(zhuǎn)桿當(dāng)中與轉(zhuǎn)桿成為一體，并位于限位卡的下方。本實(shí)用新型采用減速機(jī)通過主動(dòng)輪和被動(dòng)輪嚙合帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿和十字板板頭，實(shí)現(xiàn)了剪切速率的可調(diào)節(jié)和對(duì)土體的勻速自動(dòng)剪切，固定在轉(zhuǎn)桿當(dāng)中的扭矩傳感器及與之相連的采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)剪切扭矩的采集和記錄。扭矩傳感器位于被動(dòng)輪和限位卡的下方，直接測(cè)試土體的剪切扭矩，避免了機(jī)械摩擦提高了測(cè)試精度。整個(gè)系統(tǒng)重量不足10kg，具有很好的便攜性。橫梁既可以架設(shè)在半空中實(shí)現(xiàn)取樣筒內(nèi)柱狀樣的測(cè)試，又可固定于水槽之上實(shí)現(xiàn)水槽試驗(yàn)等各類室內(nèi)模型試驗(yàn)中土體強(qiáng)度的測(cè)試，亦可用地錨固定以用于野外淺部軟粘土不排水強(qiáng)度原位測(cè)量。

CN 202256072 U圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、十字板板頭；2、轉(zhuǎn)桿；3、扭矩傳感器；4、限位卡；5、控制箱；6、卡桿器；7、 橫梁；8、被動(dòng)輪；9、主動(dòng)輪；10、減速機(jī)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括與扭矩傳感器3相連的采集系統(tǒng)(圖中省略)、轉(zhuǎn)桿 2底端連接的十字板板頭1、限制轉(zhuǎn)桿2水平位移的限位卡4、位于橫梁7之上的控制箱5， 位于控制箱5之上的卡桿器，其特征是還包括控制箱5內(nèi)的減速機(jī)10，所述減速機(jī)10與主動(dòng)輪9同軸固定，被動(dòng)輪8與轉(zhuǎn)桿2同軸固定。所述扭矩傳感器3固定在轉(zhuǎn)桿2當(dāng)中與轉(zhuǎn)桿2成為一體，并且位于限位卡4的下方。主動(dòng)輪9和被動(dòng)輪8的邊緣均帶有齒輪并通過齒輪相互嚙合，即可通過減速機(jī)10 帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿2進(jìn)而帶動(dòng)十字板板頭1實(shí)現(xiàn)對(duì)土體的勻速剪切；調(diào)節(jié)減速機(jī)10轉(zhuǎn)速可實(shí)現(xiàn)對(duì)剪切速率的調(diào)節(jié)。更換不同大小的板頭1則可對(duì)不同類型土體的強(qiáng)度測(cè)試。調(diào)節(jié)卡桿器6可上下調(diào)節(jié)十字板板頭1入土深度，從而實(shí)現(xiàn)不同深度的土體強(qiáng)度測(cè)試。固定在轉(zhuǎn)桿2當(dāng)中的扭矩傳感器3及與之相連的采集系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)測(cè)量并記錄剪切過程中的扭矩?？刂葡? 安置于兩根橫梁7之上以便于移位和固定。
權(quán)利要求1.一種便攜式十字板剪力儀，包括與扭矩傳感器(3)相連的采集系統(tǒng)、轉(zhuǎn)桿(2)底端連接的十字板板頭(1)、限制轉(zhuǎn)桿(2)水平位移的限位卡(4)、位于橫梁(7)之上的控制箱 (5)，位于控制箱(5)之上的卡桿器(6)，其特征是還包括控制箱(5)內(nèi)的減速機(jī)(10)，所述減速機(jī)(10)與主動(dòng)輪(9)同軸固定，被動(dòng)輪(8)與轉(zhuǎn)桿(2)同軸固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式十字板剪力儀，其特征是上述扭矩傳感器(3)固定在轉(zhuǎn)桿(2)當(dāng)中與轉(zhuǎn)桿(2)成為一體，并且位于限位卡(4)的下方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種原位實(shí)時(shí)測(cè)定土體不排水抗剪強(qiáng)度的便攜式十字板剪力儀。包括扭矩傳感器、轉(zhuǎn)桿底端連接的十字板板頭、限制轉(zhuǎn)桿水平位移的限位卡、位于橫梁之上的控制箱、位于控制箱之上的卡桿器，其特征是還包括控制箱內(nèi)的減速機(jī)，所述減速機(jī)與主動(dòng)輪同軸固定，被動(dòng)輪與轉(zhuǎn)桿同軸固定。所述扭矩傳感器固定在轉(zhuǎn)桿當(dāng)中與轉(zhuǎn)桿成為一體，并位于限位卡的下方。本實(shí)用新型具有較高的精度和良好的便攜性，能夠很好的應(yīng)用于野外淺部軟粘土、取樣桶內(nèi)柱狀樣以及室內(nèi)模型試驗(yàn)中土體不排水抗剪強(qiáng)度的測(cè)定。
文檔編號(hào)G01N3/24GK202256072SQ20112034417
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者何蓓, 劉紅軍, 尚可旭, 張民生, 王虎, 王超, 陳淑娟 申請(qǐng)人:中國海洋大學(xué)