The invention discloses an improved determination of shear band is the development trend of the instrument and the method of direct shear, soil shear box cap, cap and soil shear box frame is fixed by pressure, pressure box electronic displacement meter; a fixed plate shear box, the fixed plate wear spline; shear box and the fixed plate is fixed on the base, a roller base; and the base is connected with the transmission shaft of the motor, the motor shaft displacement sensor, shear ring is connected with the fixed shaft, a fixed shaft stress sensor, sensor and data collector is connected; the pressure frame is respectively connected with the balance weight and weight, soil sample in the shear box, sample perforation; fixed shear box is installed on the base, the shear ring and shear ring respectively with the fixed shaft and the motor shaft contact, remove the limit set of vertical load applied, the determination of the number of According to the parallel test, a curve diagram is drawn to carry out macroscopic judgment of the development of the soil sample shear band; the direct shear apparatus and the method of the invention conform to the actual situation of soil destruction and have high measuring accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪和方法
本专利技术属于土木工程或地质工程的参数测试设备及方法,特别是一种测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪和方法。
技术介绍
伴随经济的发展,交通路线在不断延长、城市在迅速扩张,对各种建筑物和交通设施的构筑物的安全要求也越来越高。为了满足建筑物基础的安全稳定性要求,深水码头广泛采用了架空直立的高承台桩基形式,而桩基础采用大尺寸钢护筒嵌岩桩,深水桥梁则广泛采用大型沉井基础。桩基承载力由桩侧土体摩阻力及桩端土体支撑力提供,沉井下沉时的阻力由土的抗剪强度和刃脚土支撑力组成。为此,土体抗剪强度和极限状态时剪切带发展趋势的测定显得尤为重要。土体破坏有自身的特点:(1)土体的本构模型在主流观点中是弹塑性模型,但是土体的破坏比弹塑性模型材料的破坏更加复杂;(2)土体的三相性,包括固相、液相、和气相,在土体变形时因压缩或剪切会产生应力重分布。(3)土体还具有散碎性、不均匀性,在不同应力方向下产生不同的破坏变形,表现的抗剪强度也不同。因此,正确分析土体剪切带发展确定土体抗剪强度和内摩擦角是土木工程的一个关键问题。现有技术的传统直接剪切试验装置进行土体直剪试验的剪切特性测定,具有以下缺点:(1)现有的直剪仪人为的将剪切面设置成一个固定平面,而不是沿土样最薄弱面剪切破坏;(2)假定了剪切破坏面为一个无厚度的平面,实际上界面剪切是一个剪切带,具有一定的厚度;(3)试验装置的剪切盒之间存在着不可避免的摩擦,影响试验的精度;(4)剪切面上剪应力分布不均匀,在土样边缘部分应力集中严重。因此,现有的普通直剪仪难以准确测定土体的剪切特性。
技术实现思路
本 ...
【技术保护点】
一种测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪,其特征在于:包括电子位移计(1)、加压框(2)、剪切盒、穿样条(7)、固定板(8)、滚轴(9)、土样帽(10)、电动机传动轴(11)、位移传感器(12)、固定轴(13)、应力传感器(14)、平衡锤(15)、砝码(16)、底座(17)、数据采集器(18)、固定台(22);所述剪切盒为透明材料制成的矩形空腔结构,包括从上向下依次叠放的上剪切环(4)和下剪切环(5);所述上剪切环(4)和下剪切环(5)的数量均为两到三个;所述剪切盒的上端设有土样帽(12),土样帽(12)上端和剪切盒下端之间通过加压框(2)的上下两个边框固定,加压框(2)在固定台(10)的垂直方向上移动,加压框(2)上端设有螺杆;所述加压框(2)螺杆上端固定有电子位移计(1);所述剪切盒内底部中间设有固定板(8),所述固定板(8)上端均匀的固定安装有穿样条(7);所述剪切盒和固定板(8)一起固定在底座(17)上,底座(17)下端设有滚轴(9),滚轴(9)在固定台(22)上滚动;位于底座(22)的水平方向上,底座(22)的一端与电动机传动轴(11)相连,电动机传动轴(11)对剪切盒施力方向 ...
【技术特征摘要】
1.一种测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪,其特征在于:包括电子位移计(1)、加压框(2)、剪切盒、穿样条(7)、固定板(8)、滚轴(9)、土样帽(10)、电动机传动轴(11)、位移传感器(12)、固定轴(13)、应力传感器(14)、平衡锤(15)、砝码(16)、底座(17)、数据采集器(18)、固定台(22);所述剪切盒为透明材料制成的矩形空腔结构,包括从上向下依次叠放的上剪切环(4)和下剪切环(5);所述上剪切环(4)和下剪切环(5)的数量均为两到三个;所述剪切盒的上端设有土样帽(12),土样帽(12)上端和剪切盒下端之间通过加压框(2)的上下两个边框固定,加压框(2)在固定台(10)的垂直方向上移动,加压框(2)上端设有螺杆;所述加压框(2)螺杆上端固定有电子位移计(1);所述剪切盒内底部中间设有固定板(8),所述固定板(8)上端均匀的固定安装有穿样条(7);所述剪切盒和固定板(8)一起固定在底座(17)上,底座(17)下端设有滚轴(9),滚轴(9)在固定台(22)上滚动;位于底座(22)的水平方向上,底座(22)的一端与电动机传动轴(11)相连,电动机传动轴(11)对剪切盒施力方向与滚轴(9)滚动方向一致;电动机传动轴(11)上安装有位移传感器(12),位移传感器(13)与数据采集器(18)相连;在电动机传动轴(11)的180°相反的方向上,上剪切环(4)上端与固定轴(13)相连,固定轴(13)的另一端固定在安装座(22)上;固定轴(13)上安装有应力传感器(14),应力传感器(14)与数据采集器(18)相连;加压框(2)下端通过杠杆系统分别与平衡锤(15)和砝码(16)相连,平衡锤(9)和砝码(11)位于杠杆系统的两端且均位于固定台(10)的下端。2.如权利要求1所述的测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪,其特征在于:所述上剪切环(4)和下剪切环(5)均由四个相同的矩形板围成,长、宽、高均为150mm;矩形板由8mm钢化玻璃板制作。3.如权利要求1所述的测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪,其特征在于:所述剪切环之间外部通过铰接连接,且剪切环之间设有密封条密封。4.如权利要求1所述的测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪,其特征在于:所述穿样条(7)为柔性且能保持其塑性变形的材料制作成的圆柱形结构。5.一种基于权利要求1所述测定土体剪切带发展趋势的改进直剪仪的测定土体剪切带发展趋势的方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1、将待测土试样放入剪切盒内,根据需要对待测试样进行穿孔;步骤2、将穿样条(7)穿过待测土试样;步骤3、...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱小军,李文帅,孔伟阳,费康,洪家宝,
申请(专利权)人:扬州大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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