含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置，含根土下设反力地锚，本装置包括剪切盒、法向加载机构和剪切加载机构；剪切盒的上下两端均为开口，底端开口端为刀刃端；法向加载机构设置于剪切盒上与土样底部的反力地锚相连；剪切加载机构包括切向施力件，剪切加载机构设置于剪切盒外，切向施力件与剪切盒的一侧面接触。投入使用后，通过剪切盒底端的刀刃端，能够将剪切盒垂直贯入土体，从而避免开挖旁边土槽，避免对试样造成扰动，即避免植物根系与土体之间出现较大的扰动，有利于提高对测量试样抗剪强度的准确性。另一方面，以剪切盒与剪切加载机构接触的侧面作为切向的反力构件，简化了整个装置的结构，便于放置与拆卸。便于放置与拆卸。便于放置与拆卸。

【技术实现步骤摘要】
含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置


[0001]本技术属于土壤力学特性检测装置
，特别是涉及一种含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置。

技术介绍

[0002]随着人们环保意识的逐渐加强，植物护坡在国内外使用的频率逐渐升高，植物护坡不仅美观，环保，在保持水土功能的同时而且植物根系
‑
土的组合明显可以增强土体的抗剪能力。传统装置中水平力是直接支撑在土体，由于不同土体本身差异性会很大，所以会造成不稳定的测量因素以及可能不能提供足够的反力；如CN201610935919——一种加筋土植物垫接触面强度原位测试装置与方法，其中是沿根系中心周围挖出矩形槽然后将预制的盒体在套入土体，这时会造成植物根系
‑
土体两者间较大的扰动，难以保证土体稳定。如CN201420390132——一种检测粘性土抗剪强度的现场大型直剪试验装置，其中提供水平反力的装置为框架底座，装置冗重，难于放置与拆卸。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种能够避免植物根系与土体之间出现较大扰动的含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置。
[0004]本技术提供的这种含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置，含根土下设反力地锚，本装置包括剪切盒、法向加载机构和剪切加载机构；剪切盒的上下两端均为开口，底端开口端为刀刃端；法向加载机构设置于剪切盒上与土样底部的反力地锚相连；剪切加载机构包括切向施力件，剪切加载机构设置于剪切盒外，切向施力件与剪切盒的一侧面接触。
[0005]所述剪切盒为方框型盒体。
[0006]所述法向加载机构包括从上往下依次设置的钢梁、法向施力件和盖板；钢梁的两端通过螺栓与所述反力地锚紧固；法向施力件设置于钢梁中部下、另一端与盖板相连，盖板位于所述剪切盒内的含根土上。
[0007]所述法向施力构件为千斤顶，法向施力构件与所述钢梁之间设有垫板，法向施力构件与盖板之间设有滑板和滚轴，滑板与盖板对正设置，各滚轴均布于滑板与盖板之间。
[0008]所述剪切加载机构还包括定位组件，定位组件紧固于地面，所述切向施力件的一端与定位组件相连。
[0009]所述定位组件包括立板、侧板和肋板，一对侧板分设于立板两侧，肋板为L型板，肋板固接于侧板内，肋板的一边通过紧固件与立板相连、另一边通过紧固件与地面相连。
[0010]所述切向施力件为液压缸，其缸体与所述立板固接、其活塞端通过垫板与所述剪切盒接触。
[0011]所述剪切盒的盒面远离所述剪切加载机构的一侧设有剪切位移计；所述滑板上设垂向位移计。
[0012]本技术在投入使用时，通过剪切盒底端的刀刃端，能够将剪切盒垂直贯入土体，从而避免开挖旁边土槽，避免对试样造成扰动，即避免植物根系与土体之间出现较大的扰动，有利于提高对测量试样抗剪强度的准确性。另一方面，通过法向加载机构、剪切加载机构以及反力地锚协同作用，为整个实验过程提供载荷，各部结构简单，便于放置与拆卸。
附图说明
[0013]图1为本技术一个优选实施例的主视示意图。
[0014]图2为本优选实施例的俯视放大示意图。
[0015]图示序号：
[0016]1—剪切盒；
[0017]2—法向加载机构，21—盖板，22—滚轴，23—滑板，24—法向施力件，25—垫板，26—钢梁；
[0018]3—剪切加载机构，
[0019]31—定位组件、311—立板、312—侧板、313—肋板，
[0020]32—切向施力件；
[0021]4—反力地锚；
[0022]5—垂直位移计；
[0023]6—剪切变形位移计。
具体实施方式
[0024]如图1、图2所示，本实施例公开的这种含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置包括剪切盒1、法向加载机构2和剪切加载机构3。试验时，剪切盒直接贯入取样，法向加载机构提供垂向载荷，剪切加载机构提供垂向载荷。
[0025]剪切盒1为两端开口的方形盒体，其底端面为刀刃端，以便在使用时能够垂直贯入土体取样。贯入时保证试验高出剪切盒1—2cm，并将周侧的土体人工清楚干净。在对所取试样进行处理以便后续试验。处理时在试样两侧钻挖出反力锚孔，挖出之后进行反力锚孔的清理，清理孔中的杂质，然后用高强度水泥砂浆锚固反力地锚4，处理时可以参入适量早强剂来加速实验过程，锚孔深度可由预估的试样强度来调整。反力地锚选用螺纹钢，设置完成后可通过螺栓与法向加载机构2完成装配。
[0026]法向加载机构2由从下往上依次设置的盖板21、滚轴22、滑板23、法向施力件24、垫板25和钢梁26构成，法向施力件24为法向千斤顶，钢梁26由一对工字钢并列布置后焊接而成，并在钢梁的两端开设通孔以便反力地锚穿过。垫板22为刚性垫板，与钢梁等宽。装配时，在试样上铺设一层薄砂，放上盖板，然后放置滚轴，在滚轴上放置滑板，滑板与盖板对正，在滑板的边缘中部设置垂直位移计5用以检测垂直方向的位移，再在滑板上设置法向千斤顶，法向千斤顶的顶端通过垫板与钢梁连接，将钢梁与反力地锚通过螺栓连接，再通过高压油管将法向千斤顶与液压泵相连。安装时保证试样中心，滑板中心，法向千斤顶中心保持在同一中轴线上，并垂直于预定剪切面，然后进行调试。垂直位移计5的测点通过固定支架锚固在滚轴滑板的对角上；剪切变形位移计6的测点安装在剪切加载机构3对侧的剪切盒侧面上，安装时保证位移计的支点不受试验的影响然后进行调试。
[0027]剪切加载机构3包括定位组件31、切向施力件32和垫板构成。定位组件31包括立板311、侧板312和肋板313。立板的边缘设有安装孔。肋板为L型板，其两边均设有通孔。装配时，将一对侧板分设于立板两侧，肋板固接于侧板内，肋板的一边通过紧固件与立板相连、另一边通过紧固件与地面相连。切向施力件32为液压千斤顶，其缸体与立板固接、其活塞端通过垫板与剪切盒接触。以剪切盒接触的该侧面为为切向反力底座，从刃形剪切盒向外依次放置刚性垫板，切向施力件和定位组件；切向施力件的位置应该严格整平，定位，施力点设置在剪切盒侧的中心点上，方向通过试样的中心；通过高压油管将切向千斤顶与液压泵连接然后进行调试。
[0028]安装完成后试验时，先施加法向荷载，根据剪切面上覆最大土重来预估最大垂直压力，然后按等差将其分为五个等级。施加荷载后每5分钟量测垂直变形一次，最后一级荷载施加后，当1小时内的垂直变形不超过0.01毫米时，可认为试样在此压力下达到相对稳定，即可施加剪切荷载。
[0029]施加剪切荷载时用极限平衡状态的库伦公式来预估最大剪力，加载时，按预估的最大剪力的10％分级施加。每5分钟施加一级，当施加剪力所引起的剪切位移为前一级的1.5倍以上时，下一级剪力则减半施加。当达到剪力峰值，不断发生剪切位移或出现剪力的残余值时，试验终止。
[0030]本技术投入使用后，通过剪切盒底端的刀刃端，能够将剪切盒垂直贯入土体，从而避免开挖旁边土槽，避免本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置，含根土下设反力地锚，其特征在于：本装置包括剪切盒、法向加载机构和剪切加载机构；剪切盒的上下两端均为开口，底端开口端为刀刃端；法向加载机构设置于剪切盒上与土样底部的反力地锚相连；剪切加载机构包括切向施力件，剪切加载机构设置于剪切盒外，切向施力件与剪切盒的一侧面接触。2.如权利要求1所述的含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置，其特征在于：所述剪切盒为方框型盒体。3.如权利要求1所述的含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置，其特征在于：所述法向加载机构包括从上往下依次设置的钢梁、法向施力件和盖板；钢梁的两端通过螺栓与所述反力地锚紧固；法向施力件设置于钢梁中部下、另一端与盖板相连，盖板位于所述剪切盒内的含根土上。4.如权利要求3所述的含根土抗剪强度的贯入式原位拼装测试装置，其特征在于：所述法向施力构件为千斤顶，法向施力构件与所述钢梁之间设有垫板...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧，周旺，赵少东，刘凯，刘勇，王磊，江学良，肖宏彬，张聪，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：新型
国别省市：