用于直剪切试验的剪切盒制造技术

本实用新型专利技术涉及直剪切试验的技术领域，公开了用于直剪切试验的剪切盒，包括上剪切盒以及下剪切盒，上剪切盒的两侧壁外表面与下剪切盒的两侧壁外表面之间分别设有限制上剪切盒相对于下剪切盒于竖直方向移动的限位结构，上剪切盒两侧壁的下端面与下剪切盒两侧壁的上端面之间分别设有使上剪切盒相对于下剪切盒于水平方向直线移动的第一导向滚动结构。限位结构可以限制上剪切盒相对于下剪切盒在竖直方向的移动，保证岩土材料的受力状态可控，保证试验结果的准确性；可限制岩土材料从剪切带挤出，保证试验结果准确性；上剪切盒只能相对于下剪切盒于水平方向上直线移动，避免试验失败；剪切盒可控制岩土材料的排水条件，保证试验结果不受限制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直剪切试验的
，尤其涉及用于直剪切试验的剪切盒。
技术介绍
岩土材料是地质历史上天然形成的复杂材料，其成因类型、颗粒组成、物理力学性质千差万别，为了便于施工，在施工之前，必须对施工场地的岩土材料的性能进行研究，一般情况下，都需要利用剪切盒I对岩土材料进行直剪切试验。如图1所示，现有技术中的剪切盒1〃包括上剪切盒11〃以及下剪切盒12"，上剪切盒11〃和下剪切盒12〃上下叠合在一起，且上剪切盒11〃具有第一容腔111〃，下剪切盒12〃中具有第二容腔121"，该第一容腔111〃和第二容腔121〃相通，当需要对岩土材料进行直剪切试验时，将岩土材料放在第一容腔111〃及第二容腔121〃中，并将上剪切相对于下剪切盒12〃水平移动，利用上剪切盒11〃和下剪切盒12〃的相互错位，对其内的岩土材料实现直剪切。上述的剪切盒1〃在对岩土材料进行直剪切试验时，存在着以下几个缺陷:I)、上剪切盒11〃与下剪切盒12〃是直接叠合在一起的，两者之间没有限位结构，从而，在直剪切试验的过程中，无法控制上剪切盒11〃相对于下剪切盒12〃产生的竖直相对运动。在试验过程中的测试表明，当竖直压力达到300kPa以上时，岩土材料被破坏时的剪应力也达到了同等数量级水平，在高剪切力水平状态下，由于分别作用在上剪切盒11"及下剪切盒12"的岩土材料上的水平剪切力的不对称施加，以及竖直压力不对称性随岩土材料剪切变形的增大而加剧等因素，容易导致剪切盒1〃中的岩土材料以及上剪切盒11〃与下剪切盒12〃之间不规则变位，如局部上翘、整体偏转、上剪切盒11〃与下剪切盒12〃竖直方向分离等，这样，导致岩土材料受力状态不可控，且发生改变，偏离了岩土材料直剪切试验所需的受力条件，从而影响了直剪`切试验结果的准确性，这样现象在硬塑-坚硬岩土材料的大载荷(如竖直压力和剪切力达到400kPa量级)试验阶段时经常发生，导致试验结果的离散型和随机性；2)、对于软塑-流塑状的岩土材料，当岩土材料上的荷载加大到一定程度时(如竖直压力200pKa 300kPa以上)，由于上剪切盒11〃与下剪切盒12〃的竖直变位没有限制，这样，会导致上剪切盒11〃与下剪切盒12〃之间分离或抬升，使上剪切盒11〃与下剪切盒12〃之间接触部位(剪切带)的缝隙张开度加大，从而，剪切盒Γ中的岩土材料则会直接从剪切带处被挤出破坏，岩土材料的直剪切试验也因此失败。针对这样的情况，常规的不得已做法是:根据岩土材料的软弱程度，选择限制合适的最大试验加载量，以保证岩土材料不会被挤出剪切盒Γ外，使直剪切试验能够非正常完成，但是，由于此时直剪切试验的竖直压力被限制在较低的应力水平，从而难以满足工程实际运行所需的应力状态，也导致试验结果应用将受到一定的限制；3)、由于上剪切盒11〃与下剪切盒12〃之间在竖直方向会出现变位，使得现有的剪切盒1〃无法控制岩土材料的排水条件，从而，其内的岩土材料难以达到不发生固结或排水的情况，在实际操作中，只能通过改变上剪切盒11"与下剪切盒12"之间的剪切速率的快慢来近似模拟排水速率的快慢，使得直剪切试验难以满足实际所需要求，其试验结果的运用也受到限制；4)、现有剪切盒1〃的上剪切盒11〃与下剪切盒12〃之间是直接接触叠合在一起的，且不能控制上剪切盒11〃与下剪切盒12〃之间的竖直变位，因为，不能调整受剪切岩土材料的剪切带的厚度，使得试验结果不能满足实际需要。在直剪切试验中，剪切带厚度的大小对抗剪强度试验的结果具有较大的影响，就粗颗粒土直剪切试验而言，较厚的剪切带可以减少坚硬粗颗粒被切断、碾压挤碎的破坏概率，转化为粗颗粒发生翻滚、位置排列改变的破坏模式，符合粗颗粒土的实际剪切破坏性状，相对于剪切带较薄的直剪切试验，其结果是剪切破坏时的剪应力值和抗剪强度有所降低，试验结果较为满意合理可靠；5)、由于上剪切盒11〃与下剪切盒12〃之间没有限位结构，在直剪切的过程中，无法控制上剪切盒11"相对于下剪切盒12"，在水平面的直线移动，在实际试验过程中，在水平面上，经常会发生多个方向的移动，从而导致直剪切试验失败。
技术实现思路
本技术针对现有技术中的不足，提供了用于直剪切试验的剪切盒，该剪切盒可限制上剪切盒相对于下剪切盒在竖直方向的移动、使得上剪切盒相对于下剪切盒在水平方向的直线移动以及岩土材料不会从剪切带中被挤出，从而控制岩土材料的受力情况，确保直剪切试验的成功进行以及试验结果的准确性，且可控制岩土材料的排水。本技术是这样实现的，用于直剪切试验的剪切盒，包括上剪切盒以及位于所述上剪切盒下方的下剪切盒，所述上剪切盒的两侧壁外表面与所述下剪切盒的两侧壁外表面之间分别设有限制所述上剪切盒相对于所述下剪切盒于竖直方向移动的限位结构，所述上剪切盒两侧壁的下端面与所述下剪切盒两侧壁的上端面之间分别设有使所述上剪切盒相对于所述下剪切盒于水平方向直线移动的第一导向滚动结构，所述第一导向滚动结构沿水平方向布置。进一步地，所述第一导向滚动结构包括分别设于所述上剪切盒侧壁下端面及所述下剪切盒侧壁上端面的第一导轨槽以及置于两所述第一导轨槽之间的第一滚珠。进一步地，所述上剪切盒的下端面及所述下剪切盒的上端面之间具有可调的间隙，形成剪切带。进一步地，所述上剪切盒的下端面及所述下剪切盒的上端面分别设有环绕所述剪切带布置的第一凹槽，两所述第一凹槽之间设有可于所述第一凹槽中移动的环体，所述环体的高度小于两所述第一导轨槽的相对于深度。进一步地，所述限位结构包括凸设于所述上剪切盒侧壁外表面且沿水平方向延伸的第一凸条以及一端固定于所述下剪切盒侧壁外表面的第一弯折块，所述第一弯折块的另一端向上弯折延伸形成第一凹形体，所述第一凹形体的上端具有沿水平方向延伸且与所述第一凸条相对的第二凸条，所述第二凸条置于所述第一凸条上方，所述第一凸条上端面与所述第二凸条下端面之间设有使所述上剪切盒相对于所述下剪切盒于水平方向直线移动的第二导向滚动结构。进一步地，所述第二导向滚动结构包括分别设于所述第一凸条上端面及所述第二凸条下端面的第二导轨槽以及置于两所述第二导轨槽之间的第二滚珠。或者，所述限位结构包括凸设于所述下剪切盒侧壁外表面且沿水平方向延伸的第三凸条以及固定于所述下剪切盒侧壁外表面的第二弯折块，所述第二弯折块向下弯折延伸形成第二凹形体，所述第二凹形体的下端具有沿水平方向延伸且与所述第三凸条相对的第四凸条，所述第四凸条置于所述第三凸条下方，所述第三凸条下端面与所述第四凸条上端面之间设有使所述上剪切盒相对于所述下剪切盒于水平方向直线移动的第三导向滚动结构。进一步地，所述第三导向滚动结构包括分别设于所述第三凸条下端面及所述第四凸条上端面的第三导轨槽以及置于两所述第三导轨槽之间的第三滚珠。与现有技术相比，利用本实施例中的剪切盒对岩土材料进行直剪切试验，由于上剪切盒的两侧壁外表面及下剪切盒两侧壁的外表面之间分别设有限位结构，可以限制上剪切盒相对于下剪切盒在竖直方向的移动，从而保证在直剪切试验过程中，岩土材料的受力状态可控。满足所需的受力条件，保证试验结果的准确性；对于软塑-流塑状的岩土材料，其可限制岩土材料从上剪切盒与下剪切盒之间的剪切带挤出，保证直剪切试验成功进行及试验结果准确性；且在第一导向滚动结构第一导向滚动结构的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于直剪切试验的剪切盒，包括上剪切盒以及位于所述上剪切盒下方的下剪切盒，其特征在于，所述上剪切盒的两侧壁外表面与所述下剪切盒的两侧壁外表面之间分别设有限制所述上剪切盒相对于所述下剪切盒于竖直方向移动的限位结构，所述上剪切盒两侧壁的下端面与所述下剪切盒两侧壁的上端面之间分别设有使所述上剪切盒相对于所述下剪切盒于水平方向直线移动的第一导向滚动结构，所述第一导向滚动结构沿水平方向布置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张振涛，王贤能，宋明智，雷斌，孙军兰，
申请(专利权)人：深圳市工勘岩土工程有限公司，
类型：实用新型
国别省市：