一種環(huán)形剪切實驗設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種環(huán)形剪切實驗設(shè)備，包括支撐座、位于支撐座上的剪切盒總成、以及對剪切盒總成內(nèi)的土樣施加載荷的加載裝置，所述加載裝置包括垂直振動加載裝置和水平剪切振動加載裝置，所述環(huán)形剪切實驗設(shè)備還包括用于控制所述垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置加載的載荷控制裝置。垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置可施加不同頻率和振幅的振動載荷，有利于研究動荷載作用對于土體強度參數(shù)的影響，更有利于模擬實際的受力情況，有利于揭示振動荷載作用下土體剪切試驗過程中所發(fā)生的應(yīng)力變化、孔隙水壓力變化、土體局部破壞以及液化現(xiàn)象等，進而從力學(xué)性狀揭示滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和運動機制。
【專利說明】
一種環(huán)形剪切實驗設(shè)備
【背景技術(shù)】
[0001]本實用新型屬于巖土工程實驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)形剪切實驗設(shè)備。 【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上遭受滑坡災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一。滑坡災(zāi)害的發(fā)生是一個復(fù)雜的力學(xué)過程并受多種因素的影響和控制，其中地震等動荷載作用是最主要的影響因素之一，我們對此進行了立項研究(國家自然科學(xué)基金資助41572259，41272341)。目前，有關(guān)滑坡災(zāi)害中土的力學(xué)性質(zhì)研究主要集中于對滑帶土工程特性和強度參數(shù)測定方面。采用現(xiàn)場原位測試和室內(nèi)常規(guī)土工試驗等，利用統(tǒng)計、類比和反演分析等方法測定滑帶土的基本強度參數(shù)并用于滑坡穩(wěn)定性評價。
[0003]環(huán)形剪切實驗設(shè)備是巖土工程領(lǐng)域室內(nèi)實驗儀器的一種，主要用于測定巖土運動剪切強度的參數(shù)，尤其是研究土體在大剪切位移條件下力學(xué)特性的重要土工試驗設(shè)備。作為一種主要用于研究土在大剪切位移條件下力學(xué)特性的土工試驗設(shè)備，環(huán)形剪切實驗裝置具有其獨特的設(shè)計構(gòu)造和試驗功能。環(huán)剪實驗是將士樣裝入環(huán)形試樣盒中，通過上部加壓板對試樣施加垂直壓力，在此基礎(chǔ)上給土樣施加一定的扭轉(zhuǎn)剪力使其發(fā)生破壞的過程。目前常用環(huán)形剪切實驗裝置包括單環(huán)式環(huán)剪儀和雙環(huán)式環(huán)剪儀。這些環(huán)剪儀具有兩個共同的優(yōu)點，即在試驗過程中可以保持剪切面面積不變和土樣可在連續(xù)的位移條件下進行剪切。
[0004]對于由地震、爆破等動荷載作用引起的滑坡災(zāi)害，土體強度參數(shù)的測定不僅需要較長的剪切位移，而且需要模擬其在受到振動荷載作用的情況，這樣所測定的試驗參數(shù)才能更加真實地反映實際滑坡土體的受力情況。但目前現(xiàn)有的環(huán)剪試驗設(shè)備僅能滿足土體的連續(xù)大剪切位移條件，無法模擬動荷載作用對于土體強度參數(shù)的影響?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0005]本實用新型提供一種環(huán)形剪切實驗設(shè)備，通過設(shè)置垂直振動加載裝置和水平剪切振動加載裝置可施加不同頻率和振幅的振動載荷，有利于研究動荷載作用對于土體強度參數(shù)的影響。
[0006]為達到上述技術(shù)目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種環(huán)形剪切實驗設(shè)備，包括支撐座、位于支撐座上的剪切盒總成、以及對剪切盒總成內(nèi)的土樣施加載荷的加載裝置，所述加載裝置包括垂直振動加載裝置和水平剪切振動加載裝置，所述環(huán)形剪切實驗設(shè)備還包括用于控制所述垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置加載的載荷控制裝置。
[0008]進一步的，所述載荷控制裝置控制所述垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置所輸出的載荷的頻率和振幅。
[0009]進一步的，所述載荷控制裝置包括控制單元、設(shè)置在所述垂直振動加載裝置與控制單元之間的第一信號轉(zhuǎn)換器、以及用于檢測所述垂直振動加載裝置輸出的載荷的第一應(yīng)力傳感器。
[0010]進一步的，所述載荷控制裝置包括控制單元、設(shè)置在所述水平剪切振動加載裝置與控制單元之間的第二信號轉(zhuǎn)換器、以及用于檢測所述水平剪切振動加載裝置輸出的載荷的第二應(yīng)力傳感器。
[0011]進一步的，所述支撐座上設(shè)有可升降的橫梁，所述垂直振動加載裝置包括設(shè)置在所述橫梁上的氣缸、用于給所述氣缸提供動力的氣動加壓罐，所述氣動加壓罐通過導(dǎo)氣管與所述氣缸連通;所述氣缸包括固定在所述橫梁上的缸體、位于所述缸體內(nèi)的活塞、以及與所述活塞連接并用于輸出載荷的活塞桿。
[0012]進一步的，所述缸體內(nèi)的空間被所述活塞分隔成上腔和下腔，所述缸體上開設(shè)有分別與上腔和下腔相連通的第一氣孔和第二氣孔，所述導(dǎo)氣管的端部還設(shè)置有與所述載荷控制裝置電連接的導(dǎo)氣閥，所述第一氣孔與所述導(dǎo)氣閥之間設(shè)置有第一導(dǎo)氣支管，所述第二氣孔與所述導(dǎo)氣閥之間設(shè)置有第二導(dǎo)氣支管。
[0013]進一步的，所述橫梁上設(shè)有升降電機。
[0014]進一步的所述水平剪切振動加載裝置包括剪切盤齒輪、與所述剪切盤齒輪嚙合的傳動齒輪、與傳動齒輪連接的轉(zhuǎn)動軸、以及用于提供動力的伺服電機，所述伺服電機與轉(zhuǎn)動軸之間設(shè)置有齒輪箱，所述轉(zhuǎn)動軸為齒輪箱的輸出軸。
[0015]進一步的，當(dāng)所述環(huán)形剪切實驗設(shè)備進行實驗時，所述下剪切盒在所述水平剪切振動加載裝置帶動下扭轉(zhuǎn)。
[0016]進一步的，所述剪切盒總成包括剪切盒上蓋，所述支撐座上具有用于固定所述剪切盒上蓋的卡柱，所述剪切盒上蓋的邊緣開設(shè)有卡槽，所述卡柱的一端固定在所述支撐座上，另一端卡合在所述卡槽內(nèi)。
[0017]進一步的，所述剪切盒總成包括上剪切盒、下剪切盒、剪切盒上蓋、與所述垂直振動加載裝置輸出端接觸的加壓板、位于所述上剪切盒內(nèi)并對土樣加載的載荷板、以及連接所述加壓板與載荷板的至少兩根傳力桿。
[0018]進一步的，所述加壓板的中心處設(shè)有固定塊，所述固定塊的頂部開設(shè)有與所述垂直振動加載裝置的輸出端相匹配的凹槽
[0019]進一步的，剪切盒上蓋上開設(shè)有用于所述傳力桿穿過的第一上蓋孔。
[0020]進一步的，所述載荷板尺寸與所述上剪切盒的內(nèi)腔相匹配。
[0021]進一步的，所述環(huán)形剪切實驗設(shè)備還包括間隙保持裝置，所述間隙保持裝置包括間隙電機、以及由所述間隙電機帶動可上下移動的頂桿，所述頂桿位于所述剪切盒總成的軸線上，所述剪切盒總成包括圓環(huán)形的上剪切盒和下剪切盒、以及剪切盒上蓋，所述剪切盒上蓋的中心開設(shè)有用于所述頂桿上端穿過的第二上蓋孔，所述頂桿還設(shè)有與所述剪切盒上蓋的下表面接觸的圓盤;通過所述間隙電機帶動所述頂桿的上下移動保證所述上剪切盒與下剪切盒之間的間距。
[0022]進一步的，所述支撐座包括底座和用于放置所述剪切盒的平臺，所述平臺上開設(shè)有用于所述頂桿穿過的第一平臺孔，所述間隙保持裝置還包括套裝在所述頂桿外側(cè)的套筒、以及用于固定所述套筒的支架，所述支架固定在所述平臺上。
[0023]進一步的，所述支撐座包括底座、用于放置所述剪切盒的平臺、以及設(shè)在所述底座與平臺之間的下層支柱。
[0024]本實用新型提供的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，通過設(shè)置垂直振動加載裝置、水平剪切振動加載裝置、以及用于控制所述垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置加載的載荷控制裝置，使得垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置可施加不同頻率和振幅的振動載荷，有利于研究動荷載作用對于土體強度參數(shù)的影響，更有利于模擬實際的受力情況，填補了目前環(huán)形剪切實驗設(shè)備不能進行動力載荷試驗的缺陷和不足，有利于揭示振動荷載作用下土體剪切試驗過程中所發(fā)生的應(yīng)力變化、孔隙水壓力變化、土體局部破壞以及液化現(xiàn)象等，進而從力學(xué)性狀揭示滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和運動機制。
[0025]結(jié)合附圖閱讀本實用新型的【具體實施方式】后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚?！靖綀D說明】
[0026]圖1為本實用新型所提出的環(huán)形剪切實驗設(shè)備的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1中氣缸處的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為圖1中剪切盒總成處的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為剪切盒總成的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為環(huán)形剪切實驗設(shè)備的一種試驗方法的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0031]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0032]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“內(nèi)”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作， 因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0033]參閱圖1-圖5,是本實用新型所提出的環(huán)形剪切實驗設(shè)備的一個實施例，環(huán)形剪切實驗設(shè)備包括支撐座、剪切盒總成100、以及對剪切盒總成100內(nèi)的土樣施加載荷的加載裝置，其中加載裝置包括垂直振動加載裝置和水平剪切振動加載裝置，也就是垂直振動加載裝置能夠輸出垂直方向的振動載荷，也能輸出垂直方向的定載荷，水平剪切振動加載裝置能夠輸出使得土樣扭轉(zhuǎn)的振動剪切力，也能輸出定剪切力，載荷控制裝置控制垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置加載的力，例如力的大小、振幅、頻率等。
[0034]本實施例中，通過設(shè)置垂直振動加載裝置、水平剪切振動加載裝置、以及用于控制所述垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置加載的載荷控制裝置，使得垂直振動加載裝置和/或水平剪切振動加載裝置可施加雙向不同頻率和振幅的振動載荷，有利于研究動荷載作用對于土體強度參數(shù)的影響，更有利于模擬實際的受力情況，填補了目前環(huán)形剪切實驗設(shè)備不能進行動力載荷試驗的缺陷和不足，有利于揭示振動荷載作用下土體剪切試驗過程中所發(fā)生的應(yīng)力變化、孔隙水壓力變化、土體局部破壞以及液化現(xiàn)象等，進而從力學(xué)性狀揭示滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和運動機制。[〇〇35]本實施例中，參見圖1所示，支撐座包括底座60和位于底座60上方的平臺61，其中水平剪切振動加載裝置設(shè)置在底座60上，或者說是位于底座60與平臺61之間；剪切盒總成100位于平臺61上，在平臺61的上方還具有可升降的橫梁8,上層支柱7固定平臺61上，在橫梁8在上層支柱7上升降，橫梁8在電機9的帶動下實現(xiàn)升降。
[0036]本實施例中，參見圖1和圖2所示，說明垂直振動加載裝置的結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在橫梁 8上的氣缸1、用于給氣缸1提供動力的氣動加壓罐10,其中氣動加壓罐10通過導(dǎo)氣管21與氣缸1連通;氣缸1包括固定在橫梁8上的缸體、位于缸體1內(nèi)的活塞2、以及與活塞2連接并用于輸出載荷的活塞桿3。缸體內(nèi)的空間被活塞2分隔成上腔20和下腔30，缸體上開設(shè)有分別與上腔和下腔相連通的第一氣孔201和第二氣孔202。在導(dǎo)氣管21的端部還設(shè)置有與載荷控制裝置電連接的導(dǎo)氣閥18,在第一氣孔201與導(dǎo)氣閥18之間設(shè)置有第一導(dǎo)氣支管181，第二氣孔202與導(dǎo)氣閥18之間設(shè)置有第二導(dǎo)氣支管182。這樣當(dāng)導(dǎo)氣閥18依據(jù)輸入的電控信號控制，通過第一導(dǎo)氣支管181向上腔20內(nèi)充氣時，活塞2向下移動，下腔30被壓縮；同時導(dǎo)氣閥 18控制通過第二導(dǎo)氣支管182排氣，這樣通過設(shè)置第一氣孔201和第二氣孔202有利于增加氣缸1靈活性，有利于振動力的輸出。通過導(dǎo)氣閥18控制第一導(dǎo)氣支管181和第二導(dǎo)氣支管 182充氣或排氣、以及沖排氣的速度和頻率，能夠使得活塞桿3輸出設(shè)定的頻率和振幅的振動力。[〇〇37]本實施例中，導(dǎo)氣閥18的動作是載荷控制裝置發(fā)出的，載荷控制裝置控制單元19、 設(shè)置在垂直振動加載裝置與控制單元19之間的第一信號轉(zhuǎn)換器161、以及用于檢測垂直振動加載裝置輸出的載荷的第一應(yīng)力傳感器171。在施加垂直振動荷載時，控制單元19輸出具有不同頻率和振幅的垂直荷載數(shù)據(jù)指令，經(jīng)由信號轉(zhuǎn)換器161轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電控信號;導(dǎo)氣閥18依據(jù)輸入的電控信號控制第一氣孔201和第二氣孔202的進出氣量，進而調(diào)節(jié)活塞2上下面的壓力差，產(chǎn)生具有不同頻率和振幅的垂直壓力。
[0038] 本實施例中，參見圖3和圖4所示，剪切盒總成100包括上剪切盒101、下剪切盒102、 剪切盒上蓋25、與垂直振動加載裝置輸出端接觸的加壓板4、位于上剪切盒101內(nèi)對土樣加載的載荷板6、以及連接加壓板4與載荷板6的至少兩根傳力桿5。在剪切盒上蓋101上開設(shè)有用于傳力桿5穿過的第一上蓋孔，載荷板6的尺寸與上剪切盒101的內(nèi)腔相匹配，對上剪切盒 101內(nèi)的土樣施加垂直方向的壓力。[〇〇39]在加壓板4的中心處設(shè)有固定塊41，固定塊4的頂部開設(shè)有與垂直振動加載裝置的輸出端相匹配的凹槽411，也就是活塞桿3的下端位于凹槽411內(nèi)。
[0040]為了保證上剪切盒101和下剪切盒102之間的間隙，環(huán)形剪切實驗設(shè)備還設(shè)有間隙保持裝置。間隙保持裝置包括間隙電機23、以及由間隙電機23帶動可上下移動的頂桿24,并且頂桿24位于剪切盒總成100的軸線上;剪切盒上蓋25的中心開設(shè)有用于頂桿24上端穿過的第二上蓋孔251，頂桿24還設(shè)有與剪切盒上蓋25的下表面接觸的圓盤241;通過間隙電機 23帶動頂桿24的上下移動，使得圓盤241推動剪切盒上蓋25的上下移動，并且剪切盒上蓋25 與上剪切盒101之間為可拆卸固定結(jié)構(gòu)，實驗過程中剪切盒上蓋25與上剪切盒101是固定的，保證上剪切盒101與下剪切盒102之間的間距。在平臺61上開設(shè)有用于頂桿穿過的第一平臺孔，上剪切盒101和下剪切盒102都為圓環(huán)形，也就是中心是空心的，這樣頂桿24穿過第一平臺孔后穿入上剪切盒101和下剪切盒102的空心中，并且圓盤241與剪切盒上蓋25下表面接觸，為了頂桿24與剪切盒上蓋25之間的固定穩(wěn)定，在剪切盒上蓋25的中心開設(shè)有用于頂桿24上端穿過的第二上蓋孔251。[〇〇41]為了避免頂桿24晃動，間隙保持裝置還包括套裝在頂桿24外側(cè)的套筒27、以及用于固定套筒的支架611，支架611固定在平臺61的下表面上。通過設(shè)置套筒27和支架611，增加頂桿24的穩(wěn)定性，保證頂桿24給予剪切盒上蓋25垂直向上的力。[〇〇42]在實驗時，水平剪切振動加載裝置帶動下剪切盒102轉(zhuǎn)動，使得土樣受到水平剪切力，為了保證上剪切盒101的固定，在平臺61上設(shè)置卡柱612,剪切盒上蓋25的邊緣開設(shè)有卡槽252,卡柱612的一端固定在平臺61上，另一端卡合在卡槽252內(nèi)。其中，卡柱612具有與平臺61固定的豎直段和與卡槽252卡合的水平段。這樣通過在下剪切盒102轉(zhuǎn)動跟隨水平剪切振動加載裝置轉(zhuǎn)動時，卡柱612卡合剪切盒上蓋25上，使得剪切盒上蓋25和上剪切盒101固定。
[0043]本實施例中，參見圖1和圖3所示，水平剪切振動加載裝置包括剪切盤齒輪11、與剪切盤齒輪11嚙合的傳動齒輪12、與傳動齒輪12連接的轉(zhuǎn)動軸13、以及用于提供動力的伺服電機15，在伺服電機15與轉(zhuǎn)動軸13之間設(shè)置有齒輪箱14,伺服電機15與齒輪箱14之間設(shè)有傳動帶22,其中轉(zhuǎn)動軸13為齒輪箱14的輸出軸。其中下剪切盒102固定在剪切盤齒輪11上， 伺服電機15通過驅(qū)動齒輪箱14,進而帶動轉(zhuǎn)動軸13和傳動齒輪12,對剪切盒總成100的剪切盤齒輪11施加轉(zhuǎn)動力矩。
[0044]本實施例中，載荷控制裝置還包括設(shè)置在水平剪切振動加載裝置與控制單元19之間的第二信號轉(zhuǎn)換器162、以及用于檢測水平剪切振動加載裝置輸出的載荷的第二應(yīng)力傳感器172。在施加水平振動荷載時，控制單元19輸出具有不同頻率和振幅的數(shù)據(jù)指令，經(jīng)由信號轉(zhuǎn)換器162轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電控信號;伺服電機15依據(jù)輸入的電控信號，驅(qū)動齒輪箱14， 進而帶動轉(zhuǎn)動軸13和傳動齒輪12,對剪切盒總成100的剪切盤齒輪11施加順時針和逆時針方向的具有不同頻率和振幅的水平轉(zhuǎn)動力矩，進而使剪切盒總成100內(nèi)的土體發(fā)生水平方向往復(fù)轉(zhuǎn)動變化以模擬水平振動作用。
[0045]參見圖5所示，說明本實施例中的環(huán)形剪切實驗設(shè)備的實驗方法，具體包括下述步驟:[〇〇46]S1、裝載土樣，并固定剪切盒總成100。
[0047]S2、載荷控制裝置控制垂直振動加載裝置輸出設(shè)定的頻率和振幅的振動力，振動力垂直作用在剪切盒總成內(nèi)的土樣上；同時載荷控制裝置控制水平剪切振動加載裝置輸出設(shè)定的頻率和振幅的剪切力，剪切力扭轉(zhuǎn)作用在剪切盒總成內(nèi)的土樣上。[0〇48]這樣對土樣施加了雙向振動載荷，具體的，在施加垂直振動荷載時，控制單元19輸出具有不同頻率和振幅的垂直荷載數(shù)據(jù)指令，經(jīng)由信號轉(zhuǎn)換器161轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電控信號； 導(dǎo)氣閥18依據(jù)輸入的電控信號控制第一氣孔201和第二氣孔202的進出氣量，進而調(diào)節(jié)活塞 2上下面的壓力差，產(chǎn)生具有不同頻率和振幅的垂直壓力。并且通過加壓板4、傳力桿5、以及載荷板6將載荷施加到土樣上。
[0049]在施加水平振動荷載時，控制單元19輸出具有不同頻率和振幅的數(shù)據(jù)指令，經(jīng)由信號轉(zhuǎn)換器162轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電控信號;伺服電機15依據(jù)輸入的電控信號，驅(qū)動齒輪箱14， 進而帶動轉(zhuǎn)動軸13和傳動齒輪12,對剪切盒總成100的剪切盤齒輪11施加順時針和逆時針方向的具有不同頻率和振幅的水平轉(zhuǎn)動力矩，進而使剪切盒總成100內(nèi)的土體發(fā)生水平方向往復(fù)轉(zhuǎn)動變化以模擬水平振動作用。
[0050]S3、在實驗過程中對于應(yīng)力變化、孔隙水壓力變化、土體局部破壞以及液化現(xiàn)象的檢測。
[0051] S4、根據(jù)步驟S3中的檢測數(shù)據(jù)分析滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和運動機制。[〇〇52]當(dāng)然，在其他實驗方法中，可以加載垂直定載荷和水平振動載荷，或者加載垂直振動載荷和水平定載荷等，可以模擬多種力的形式的組合，用于研究土樣在不同力的作用下的變化，有利于研究需要。[〇〇53]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種環(huán)形剪切實驗設(shè)備，包括支撐座、位于支撐座上的剪切盒總成、以及對剪切盒總 成內(nèi)的土樣施加載荷的加載裝置，其特征在于，所述加載裝置包括垂直振動加載裝置和水 平剪切振動加載裝置，所述環(huán)形剪切實驗設(shè)備還包括用于控制所述垂直振動加載裝置和/ 或水平剪切振動加載裝置加載的載荷控制裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述載荷控制裝置包括控制 單元、設(shè)置在所述垂直振動加載裝置與控制單元之間的第一信號轉(zhuǎn)換器、用于檢測所述垂 直振動加載裝置輸出的載荷的第一應(yīng)力傳感器、設(shè)置在所述水平剪切振動加載裝置與控制 單元之間的第二信號轉(zhuǎn)換器、以及用于檢測所述水平剪切振動加載裝置輸出的載荷的第二 應(yīng)力傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述支撐座上設(shè)有可升降的 橫梁，所述垂直振動加載裝置包括設(shè)置在所述橫梁上的氣缸、用于給所述氣缸提供動力的 氣動加壓罐，所述氣動加壓罐通過導(dǎo)氣管與所述氣缸連通;所述氣缸包括固定在所述橫梁 上的缸體、位于所述缸體內(nèi)的活塞、以及與所述活塞連接并用于輸出載荷的活塞桿。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述缸體內(nèi)的空間被所述活 塞分隔成上腔和下腔，所述缸體上開設(shè)有分別與上腔和下腔相連通的第一氣孔和第二氣 孔，所述導(dǎo)氣管的端部還設(shè)置有與所述載荷控制裝置電連接的導(dǎo)氣閥，所述第一氣孔與所 述導(dǎo)氣閥之間設(shè)置有第一導(dǎo)氣支管，所述第二氣孔與所述導(dǎo)氣閥之間設(shè)置有第二導(dǎo)氣支 管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述水平剪切振動加載裝置 包括剪切盤齒輪、與所述剪切盤齒輪嚙合的傳動齒輪、與傳動齒輪連接的轉(zhuǎn)動軸、以及用于 提供動力的伺服電機，所述伺服電機與轉(zhuǎn)動軸之間設(shè)置有齒輪箱，所述轉(zhuǎn)動軸為齒輪箱的 輸出軸。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述剪切盒總成 包括剪切盒上蓋，所述支撐座上具有用于固定所述剪切盒上蓋的卡柱，所述剪切盒上蓋的 邊緣開設(shè)有卡槽，所述卡柱的一端固定在所述支撐座上，另一端卡合在所述卡槽內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述剪切盒總成 包括上剪切盒、下剪切盒、剪切盒上蓋、與所述垂直振動加載裝置輸出端接觸的加壓板、位 于所述上剪切盒內(nèi)并對土樣加載的載荷板、以及連接所述加壓板與載荷板的至少兩根傳力 桿。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述加壓板的中心處設(shè)有固 定塊，所述固定塊的頂部開設(shè)有與所述垂直振動加載裝置的輸出端相匹配的凹槽。9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)形剪切實 驗設(shè)備還包括間隙保持裝置，所述間隙保持裝置包括間隙電機、以及由所述間隙電機帶動 可上下移動的頂桿，所述頂桿位于所述剪切盒總成的軸線上，所述剪切盒總成包括圓環(huán)形 的上剪切盒和下剪切盒、以及剪切盒上蓋，所述剪切盒上蓋的中心開設(shè)有用于所述頂桿上 端穿過的第二上蓋孔，所述頂桿還設(shè)有與所述剪切盒上蓋的下表面接觸的圓盤;通過所述 間隙電機帶動所述頂桿的上下移動保證所述上剪切盒與下剪切盒之間的間距。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)形剪切實驗設(shè)備，其特征在于，所述支撐座包括底座和用 于放置所述剪切盒的平臺，所述平臺上開設(shè)有用于所述頂桿穿過的第一平臺孔，所述間隙保持裝置還包括套裝在所述頂桿外側(cè)的套筒、以及用于固定所述套筒的支架，所述支架固 定在所述平臺上。
【文檔編號】G01N3/24GK205656069SQ201620245265
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年3月28日 公開號201620245265.2, CN 201620245265, CN 205656069 U, CN 205656069U, CN-U-205656069, CN201620245265, CN201620245265.2, CN205656069 U, CN205656069U
【發(fā)明人】洪勇
【申請人】青島理工大學(xué)