一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于土體力學(xué)及根土復(fù)合體力學(xué)性能測試領(lǐng)域，具體涉及一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置。本實用新型目所述的中絲桿升降機(jī)固定在底座左側(cè)邊框上，絲桿升降機(jī)與壓力傳感器采用螺絲螺桿連接，壓力傳感器與剪切盒采用軸向定位連接；所述的底座左側(cè)邊框和右側(cè)邊框之間沿底座長度方向均布固定設(shè)置2條軌道，剪切盒通過軸承固定在軌道上。 本實用新型的優(yōu)點： （1）該裝置易拆卸，搬運(yùn)方便，人工施力，適合野外作業(yè)；（2）試驗數(shù)據(jù)全部通過傳感器測得，避免讀數(shù)誤差；（3）測得的試驗數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)軟件并進(jìn)行處理；（4）摩擦力較小；（5）受力均勻及推進(jìn)速率均勻。
【專利說明】一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于土體力學(xué)及根土復(fù)合體力學(xué)性能測試領(lǐng)域，具體涉及一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，越來越多的專家學(xué)者開展了植被護(hù)坡相關(guān)領(lǐng)域的研究，植被增強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)已得到國內(nèi)外學(xué)者的肯定和證實，尤其是植被淺層根系的加筋作用及深根的錨固作用在加固邊坡土體過程中所起到的積極作用，且植被護(hù)坡技術(shù)也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在道路邊坡加固、高邊坡的水土流失防護(hù)等工程實際當(dāng)中。植被主要依靠地上部分減小地表徑流、雨水濺蝕以及地下根系部分對土體的加筋錨固作用來達(dá)到增強(qiáng)土體穩(wěn)定性的效果。
[0003]目前國內(nèi)外對于植物根系增強(qiáng)土體穩(wěn)定性效果的評價方法和手段主要有室內(nèi)直剪試驗、三軸壓縮試驗、原位試驗等手段。其中，原位剪切試驗是土體原位測試的一種方法，其原理與野外大剪試驗基本相同，是指在野外試驗現(xiàn)場，在對試驗土樣不擾動或基本不擾動的情況下，對試驗土體進(jìn)行剪切試驗來測得土體抗剪強(qiáng)度σ、黏聚力c及內(nèi)摩擦角Φ等物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，從而使得試驗結(jié)果符合實際情況；尤其對于根-土復(fù)合體來講，原位剪切試驗在對復(fù)合體中根系不做任何擾動及破壞的條件下進(jìn)行試驗，能夠排除因取樣或重塑樣導(dǎo)致的對根土之間的結(jié)合力造成的影響，從而使得其試驗結(jié)果更加符合實際。
[0004]本技術(shù)在研究植被護(hù)坡過程中，對根系增強(qiáng)土體抗剪強(qiáng)度效果的評價方面做了進(jìn)一步的探討，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的測定根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度的原位剪切儀(亦稱之為大剪儀)，但是在使用過程中存在一定的局限性，其裝置大而笨重，不可移動，不適宜在野外測試工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，根據(jù)野外原位剪切試驗的實際情況，綜合考慮其影響試驗結(jié)果的各項因素，為達(dá)到既方便試驗且保證試驗結(jié)果真實性與準(zhǔn)確性，提供一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置。
[0006]本實用新型目的是通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置包括底座、絲桿升降機(jī)、垂直加壓手輪、剪切盒、壓力傳感器、位移傳感器、測力環(huán)，所述的底座為長方形框體，其4角下方固定設(shè)置用于支撐及插入測試土體邊坡上的4根地錨；所述的中絲桿升降機(jī)固定在底座左側(cè)邊框上，絲桿升降機(jī)與壓力傳感器采用螺絲螺桿連接，壓力傳感器與剪切盒采用軸向定位連接；所述的底座左側(cè)邊框和右側(cè)邊框之間沿底座長度方向均布固定設(shè)置2條軌道，剪切盒通過軸承固定在軌道上；位移傳感器固定在底座上與壓力傳感器垂直一邊的邊框上，壓力傳感器通過壓力傳感器側(cè)板與位移傳感器的輸出軸連接；所述的垂直加壓手輪通過絲母固定在測力框上邊框，垂直加壓手輪下端與測力環(huán)連接，測力環(huán)下端設(shè)置壓塊。
[0007]本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比較有如下有益效果:本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置由底座、絲杠升降機(jī)、垂直加壓手輪、剪切盒、壓力傳感器、位移傳感器、測力環(huán)等六大構(gòu)件組成。通過4根地錨將整個裝置固定在測試土體邊坡上，將剪切盒放置在試樣上，調(diào)節(jié)壓力傳感器及位移傳感器歸零，采用24:1比率的絲杠升降機(jī)通過轉(zhuǎn)動手柄施加剪切推力，使得剪切盒在軌道上沿推力方向?qū)⒃嚇蛹羝?，軌道與剪切盒通過軸承接觸，以減小摩擦，試驗數(shù)據(jù)通過位移傳感器和壓力傳感器測得，測得數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸設(shè)備反饋到計算機(jī)，采用軟件進(jìn)行分析處理，本裝置適用于野外進(jìn)行試驗測試數(shù)據(jù)。
[0008]本實用新型特點是:(1)手搖絲杠升降機(jī)施加剪切推力，荷載范圍10KN，無需電源等其他動力裝置，適用于野外進(jìn)行試驗；(2)剪切盒為中空設(shè)計，高度為l(T20cm，通過絲杠升降機(jī)施加推力，推動剪切盒在所設(shè)計的軌道上前進(jìn)，軌道與剪切盒接觸采用軸承裝置鏈接；(3)測試數(shù)據(jù)通過傳感器進(jìn)行采集，通過無線信號將數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)，通過軟件處理得出結(jié)果；(4)裝置底座長4(T60cm，寬3(T50cm，采用錨桿將整個試驗裝置固定在試驗區(qū)土體中，以克服絲杠升降機(jī)施加剪切力時產(chǎn)生的作用反力；
[0009]本實用新型的優(yōu)點:
[0010](I)該裝置易拆卸，搬運(yùn)方便，人工施力，適合野外作業(yè)；
[0011](2)試驗數(shù)據(jù)全部通過傳感器測得，避免讀數(shù)誤差；
[0012](3)試驗過程中傳感器測得的試驗數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集器無線信號傳輸至計算機(jī)軟件并進(jìn)行處理；測得剪切強(qiáng)度；
[0013](4)剪切盒與軌道接觸面采用滑輪進(jìn)行連接，從而使得軌道與剪切盒之間產(chǎn)生的摩擦力較??；
[0014](5)采用絲桿升降機(jī)手搖轉(zhuǎn)動手柄對剪切盒產(chǎn)生推力，速比1:24，保證受力均勻及推進(jìn)速率均勻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置有如下附圖:
[0016]圖1是本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4是本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置剪切盒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]其中:1、垂直加壓手輪；2、測力環(huán)；3、剪切盒；4、軌道；5、底座；6、地錨；7、承壓板；8、軸承；10、壓力傳感器；11、位移傳感器；12、絲桿升降機(jī)；13、測力盒；14、壓塊；15、壓力傳感器側(cè)板。
[0021]【具體實施方式】:
[0022]下面結(jié)合附圖和實例對本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1 一圖4所示，本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置包括底座5、絲桿升降機(jī)12、垂直加壓手輪1、剪切盒3、壓力傳感器10、位移傳感器11、測力環(huán)2，所述的底座5為長方形框體，其4角下方固定設(shè)置用于支撐及插入測試土體邊坡上的4根地錨6 ;所述的中絲桿升降機(jī)12固定在底座5左側(cè)邊框上，絲桿升降機(jī)12與壓力傳感器10采用螺絲螺桿連接，壓力傳感器10與剪切盒3采用軸向定位連接；所述的底座5左側(cè)邊框和右側(cè)邊框之間沿底座5長度方向均布固定設(shè)置2條軌道4，剪切盒3通過軸承8固定在軌道4上；位移傳感器11固定在底座5上與壓力傳感器10垂直一邊的邊框上,壓力傳感器10通過壓力傳感器側(cè)板15與位移傳感器11的輸出軸連接；所述的垂直加壓手輪I通過絲母固定在測力框13上邊框，垂直加壓手輪I下端與測力環(huán)2連接，測力環(huán)2下端設(shè)置壓塊14。
[0024]所述的剪切盒3在與測力環(huán)2下端的壓塊14接觸處設(shè)置承壓板7。
[0025]所述的采用手搖絲杠升降機(jī)12荷載范圍:1?10KN。
[0026]所述的剪切盒3為中空設(shè)計，高度為10?20cm，通過絲杠升降機(jī)12施加推力，推動剪切盒3在所設(shè)計的軌道4上前進(jìn)，軌道4與剪切盒3接觸采用軸承連接。
[0027]所述的裝置底座5長40?60cm，寬30?50cm ;采用錨桿6將整個試驗裝置固定在試驗區(qū)土體中。
[0028]實施例1。
[0029]如圖1 一圖4所示，本實用新型一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置包括底座5、絲桿升降機(jī)12、垂直加壓手輪1、剪切盒3、壓力傳感器10、位移傳感器11、測力環(huán)2，所述的底座5為長方形框體，其4角下方固定設(shè)置用于支撐及插入測試土體邊坡上的4根地錨6 ;所述的中絲桿升降機(jī)12固定在底座5左側(cè)邊框上，絲桿升降機(jī)12與壓力傳感器10采用螺絲螺桿連接，壓力傳感器10與剪切盒3采用軸向定位連接；所述的底座5左側(cè)邊框和右側(cè)邊框之間沿底座5長度方向均布固定設(shè)置2條軌道4，剪切盒3通過軸承8固定在軌道4上；位移傳感器11固定在底座5上與壓力傳感器10垂直一邊的邊框上,壓力傳感器10通過壓力傳感器側(cè)板15與位移傳感器11的輸出軸連接；所述的垂直加壓手輪I通過絲母固定在測力框13上邊框，垂直加壓手輪I下端與測力環(huán)2連接，測力環(huán)2下端設(shè)置壓塊14。
[0030]所述的剪切盒3在與測力環(huán)2下端的壓塊14接觸處設(shè)置承壓板7。
[0031]所述的采用手搖絲杠升降機(jī)12荷載范圍:1?10KN。
[0032]所述的剪切盒3為中空設(shè)計，高度為10?20cm，通過絲杠升降機(jī)12施加推力，推動剪切盒3在所設(shè)計的軌道4上前進(jìn)，軌道4與剪切盒3接觸采用軸承連接。
[0033]所述的裝置底座5長40?60cm，寬30?50cm ;采用錨桿6將整個試驗裝置固定在試驗區(qū)土體中。
[0034]本實用新型由底座5、絲杠升降機(jī)12、垂直加壓手輪1、剪切盒3、壓力傳感器10、位移傳感器11、測力環(huán)2等六大構(gòu)件組成。通過4根地錨6將整個裝置固定在測試土體邊坡上，將剪切盒3放置在試樣上，調(diào)節(jié)壓力傳感器10及位移傳感器11歸零，調(diào)節(jié)垂直加壓手輪I施加一定垂直壓力，待測力環(huán)2內(nèi)百分表讀數(shù)平穩(wěn)后，采用24:1比率的絲杠升降機(jī)12通過轉(zhuǎn)動手柄施加剪切推力，使得剪切盒在軌道4上沿推力方向?qū)⒃嚇蛹羝?，軌?與剪切盒3通過軸承8接觸，以減小摩擦，試驗數(shù)據(jù)通過位移傳感器11和壓力傳感器10測得，測得數(shù)據(jù)通過無線信號傳輸設(shè)備反饋到計算機(jī)，采用軟件進(jìn)行分析處理，從而得出試驗結(jié)果。
[0035]裝置連接方式說明:
[0036]裝置中絲桿升降機(jī)12固定在圖3底座10左側(cè)邊緣；絲桿升降機(jī)12與壓力傳感器10采用螺絲螺桿連接，壓力傳感器10與剪切盒3采用軸向定位連接；圖4所示剪切盒3與圖2中一致，圖3所示的軌道4與圖4所示的軌道4為軌道4的正視圖，圖1所示的軌道4為側(cè)視圖，為同一軌道，剪切盒3在軸承的承載下，在軌道4上滑動；位移傳感器11固定在底座邊框側(cè)面。
[0037]所述的采用手搖絲杠升降機(jī)12施加剪切推力，荷載范圍:flOKN，無需電源動力
>J-U ρ?α裝直。
[0038]所述的剪切盒3為中空設(shè)計，高度為l(T20cm，通過絲杠升降機(jī)12施加推力，推動剪切盒3在所設(shè)計的軌道4上前進(jìn)，軌道4與剪切盒3接觸采用軸承裝置鏈接.
[0039]所述的裝置底座長4(T60cm，寬3(T50cm，采用錨桿將整個試驗裝置固定在試驗區(qū)土體中，以克服絲杠升降機(jī)施加剪切力時產(chǎn)生的作用反力。
【權(quán)利要求】
1.一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置，包括底座(5)、絲桿升降機(jī)(12)、垂直加壓手輪(1)、剪切盒(3)、壓力傳感器(10)、位移傳感器(11)、測力環(huán)(2)，其特征在于:所述的底座(5)為長方形框體，其4角下方固定設(shè)置用于支撐及插入測試土體邊坡上的4根地錨(6);所述的絲桿升降機(jī)(12)固定在底座(5)左側(cè)邊框上，絲桿升降機(jī)(12)與壓力傳感器(10)采用螺絲螺桿連接，壓力傳感器(10)與剪切盒(3)采用軸向定位連接；所述的底座(5)左側(cè)邊框和右側(cè)邊框之間沿底座(5)長度方向均布固定設(shè)置2條軌道(4)，剪切盒(3)通過軸承(8 )固定在軌道(4 )上；位移傳感器(11)固定在底座(5 )上與壓力傳感器(10 )垂直一邊的邊框上，壓力傳感器(10)通過壓力傳感器側(cè)板(15)與位移傳感器(11)的輸出軸連接；所述的垂直加壓手輪(1)通過絲母固定在測力框(13)上邊框，垂直加壓手輪(1)下端與測力環(huán)(2)連接，測力環(huán)(2)下端設(shè)置壓塊(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置，其特征在于:所述的剪切盒(3)在與測力環(huán)(2)下端的壓塊(14)接觸處設(shè)置承壓板(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置，其特征在于:所述的絲杠升降機(jī)(12)荷載范圍:1?10KN。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置，其特征在于:所述的剪切盒(3)為中空設(shè)計，高度為10?20cm，通過絲杠升降機(jī)(12)施加推力，推動剪切盒(3)在所設(shè)計的軌道(4)上前進(jìn)，軌道(4)與剪切盒(3)采用軸承連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度原位測定簡易裝置，其特征在于:所述的底座(5)長40?60cm，寬30?50cm ;采用錨桿(6)將整個試驗裝置固定在試驗區(qū)土體中。
【文檔編號】G01N3/24GK204101387SQ201420410402
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】胡夏嵩, 李國榮, 盧海靜, 朱海麗, 李華坦, 張發(fā)廷 申請人:青海大學(xué)