专利名称：一种多功能剪切测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种岩土工程材料性能的试验测试装置领域，尤其是涉及一种多功能剪切测试仪。
背景技术：
众所周知，在实际生活中经常发生由于土体不稳定而引起的工程事故，例如土体滑坡、泥石流和地基沉降等地质灾害发生，直接影响到人民的生命财产安全和社会经济的发展，其根本原因是土与土之间发生剪切滑移，如何测定土与土在接触面处的剪切力，设计了很多的剪切试验测试装置来满足试验要求；同样为了避免此类地质灾害的发生，科研人员设计出一些加固土体的土工合成材料，以增强土体的力学性能和整体稳定性，例如土工格栅、土工格室和土工布等，在土木和水利工程中有着大量的应用，但是土体和土工合成材料的接触面的摩擦力是衡量其加固效果的重要因素，通常采用土工合成材料从土体中拔·出，以测定其剪切力，来衡量土工合成材料的加固效果。综上所述，剪切测试试验在实际工程应用中具有重要的意义，针对上述实际工程中需要测定的不同材料的剪切性能，而目前的剪切仪，仅仅能够满足某种接触面的测试工作，功能单一、操作繁琐、精确度较低，难以满足目前的试验的测试工作，例如目前的土体剪切盒，存在一定的尺寸效应，并且无法进行其他接触面的测试，因此需要一个多种用途、操作简单和精度较高剪切测试仪，以满足当前实际工程大规模的精确测试实验工作。
发明内容本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围较广、操作步骤简单、试验精度较高的多功能剪切测试仪。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种多功能剪切测试仪，其特征在于，包括水平加载组件、竖直加载组件、数据采集组件和数据处理�？椋龅氖奔釉刈榧�、水平加载组件分别与待测试材料连接，所述的水平加载组件与数据采集组件连接，所述的数据采集组件与数据处理�？榱�。所述的水平加载组件包括工作平台、平行支撑、步进电机、推进器、上剪切盒、下剪切盒、条形夹具和斜支撑，所述的平行支撑、步进电机和推进器均固定在工作平台上，所述的下剪切盒固定在平行支撑上，所述的上剪切盒与下剪切盒对称设置后形成用于容置待测试材料的空间，所述的条形夹具设在下剪切盒上，所述的斜支撑一端固定在工作平台上，另一端与上剪切盒连接。所述的平行支撑上设有用于放置下剪切盒的无摩擦滑轮。所述的上剪切盒的内边长为200mm的正方形，其两侧面的中心位置处设有用于放置透明钢化玻璃的矩形孔洞。所述的下剪切盒的横截面与上剪切盒相同，其两侧面的中心位置处设有与上剪切盒的矩形空洞对称设置的矩形空洞，所述的条形夹具设在下剪切盒的上部位置，并在下剪切盒的上部两侧各布置两个无摩擦滚轴，该滚轴高出下剪切盒1_。所述的钢板的厚度为15mm,矩形孔洞的边长为100mm、高度为50mm。所述的竖直加载组件包括盖板、拉杆、挂钩和砝码，所述的盖板设在上剪切盒内并盖住待测试材料，并与拉杆连接，所述的拉杆与挂钩连接，所述的挂钩与砝码连接。所述的数据采集组件包括压力传感器、位移传感器、竖向支撑、无线发射器、接收器和计算机，所述的压力传感器设在下剪切盒的一端并与推进器固定连接，所述的位移传感器设在下剪切盒的另一端并固定在竖向支撑上，所述的压力传感器和位移传感器均通过无线发射器与接收器连接，所述的接收器与计算机连接。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点(I)本实用新型装置制作简单，具有多功能性，能够对常规的单一材料的接触面剪切测试，能够对土工合成材料与土体的接触面剪切测试；(2)本实用新型装置剪切盒为内边长200mm的正方形，有效降低了尺寸效应，最大剪切位移为40mm，有效降低了边界效应，提高了试验的精确度；(3)本实用新型装置在上下剪切盒中心位置，均布置边长为IOOmm正方形的透明钢化玻璃，能够对试验过程中，接触面的变化进行观察；(4)本实用新型装置操作步骤简单，智能化程度较高，能够实现数据的自动采集、图形显示和处理等；(5)采取无线传输系统，可以实现远距离观测、查看和处理实验情况。
图I为本实用新型的上剪切盒结构示意图；图2为本实用新型的下剪切盒结构示意图；图3为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。实施例如图3所示，一种多功能剪切测试仪，包括水平加载组件、竖直加载组件、数据采集组件和数据处理�？椋龅氖奔釉刈榧蚣釉卮馐圆牧希龅乃郊釉刈榧源馐圆牧辖薪哟ッ娴募羟校⑼ü莶杉榧杉溲沽臀灰剖莶⒎⑺透荽砟？椋龅氖荽砟？槎云浣惺荼４娌⑼ü夹谓邢允�。所述的水平加载组件包括工作平台13、平行支撑8、步进电机4、推进器5、上剪切盒、下剪切盒、条形夹具2和斜支撑12，所述的平行支撑8、步进电机4和推进器5均固定在工作平台上13，所述的下剪切盒固定在平行支撑8上，所述的上剪切盒与下剪切盒对称设置后形成用于容置待测试材料的空间，所述的条形夹具2设在下剪切盒上，所述的斜支撑12—端固定在工作平台13上，另一端与上剪切盒连接。所述的竖直加载组件14包括盖板9、拉杆、挂钩和砝码，所述的盖板9设在上剪切盒内并盖住待测试材料，并与拉杆连接，所述的拉杆与挂钩连接，所述的挂钩与砝码连接，砝码依次带动挂钩、拉杆和盖板，实现对待测试材料的竖向加载。[0028]所述的数据采集组件包括压力传感器6、位移传感器11、竖向支撑10、无线发射器、接收器和计算机，所述的压力传感器6设在下剪切盒的一端并与推进器5固定连接，所述的位移传感器11设在下剪切盒的另一端并固定在竖向支撑10上，所述的压力传感器6和位移传感器11均通过无线发射器与接收器连接，所述的接收器与计算机连接。如图I所示，本实用新型装置的上剪切盒，采用厚度为15mm的钢板，焊接组装为内边长为200mm的正方形,在两侧面的中心位置处,切割出边长为100mm、高度为50mm的矩形孔洞，并在孔洞边开槽，透明钢化玻璃I嵌入孔洞内。如图2所示，本实用新型装置的下剪切盒，采用厚度为15mm的钢板，焊接组装为内边长为200mm的正方形,在两侧面的中心位置处,切割出边长为100mm、高度为50mm的矩形孔洞，并在孔洞边开槽，透明钢化玻璃I嵌入孔洞内，在本实用新型装置的下剪切盒上部固定条形夹具2，并在下剪切盒上部两侧各布置2个无摩擦滚轴3，滚轴高出下剪切盒1_，保正上下剪切盒之间无摩擦力。·[0031]以下为本实用新型实施例的具体施工过程(I)将钢柱、钢梁和水平钢板进行连接，组合为工作平台13，依次将步进电机4和推进器5固定到工作平台13上，将压力传感器6和推进器5固定连接；(2)根据剪切位移大�。阶槠叫兄С�8固定到工作平台13上，每组平行支撑8带有两个无摩擦滑轮7，无摩擦滑轮7高出平行支撑8为Imm ;(3)将下剪切盒放置于平行支撑8的无摩擦滑轮7上，将上剪切盒对称地放置于下剪切盒上的无摩擦滚轴3上，无摩擦滚轴3高出下剪切盒为1mm，并用销钉将上下剪切盒固定;(4)在剪切盒内放置需要进行接触面剪切的材料，然后将盖板9放置上剪切盒内，然后将位移计11固定在竖向支撑10上，将斜向支撑12和上剪切盒进行固定；(5)不同的剪切测试试验，在剪切盒内采用不同的材料放置方法。对于单一材料的剪切试验，例如沙土和粘土，将材料均匀放入剪切盒内，即可进行试验；对于土工合成材料与土体的剪切试验，例如土工格栅、土工格室和土工布等，将土工合成材料裁剪宽度小于200mm的方条，在下剪切盒内填满土体，将土工合成材料平铺在下剪切盒内的土体上，并用条形夹具固定土工合成材料的一端，然后放置上剪切盒并在其内填充土体，然后进行加载试验；(6)运用竖直加载组件14进行竖向加载，启动步进电机4进行加载，运行开发的软件，对数据进行实时记录、图形显示和保存，在接触面剪切过程中，能够通过透明钢化玻璃对接触面的破坏状态进行观察。由上述的实施例可以看出，本实用新型装置适用范围较广、操作步骤简单和试验精度较高，能够满足目前实际工程大规模试验的要求。
权利要求1.一种多功能剪切测试仪，其特征在于，包括水平加载组件、竖直加载组件、数据采集组件和数据处理�？椋龅氖奔釉刈榧�、水平加载组件分别与待测试材料连接，所述的水平加载组件与数据采集组件连接，所述的数据采集组件与数据处理�？榱印�
2.根据权利要求I所述的一种多功能剪切测试仪，其特征在于，所述的水平加载组件包括工作平台、平行支撑、步进电机、推进器、上剪切盒、下剪切盒、条形夹具和斜支撑，所述的平行支撑、步进电机和推进器均固定在工作平台上，所述的下剪切盒固定在平行支撑上，所述的上剪切盒与下剪切盒对称设置后形成用于容置待测试材料的空间，所述的条形夹具设在下剪切盒上，所述的斜支撑一端固定在工作平台上，另一端与上剪切盒连接。
3.根据权利要求2所述的一种多功能剪切测试仪，其特征在于，所述的平行支撑上设有用于放置下剪切盒的无摩擦滑轮。
4.根据权利要求2所述的一种多功能剪切测试仪，其特征在于，所述的上剪切盒的内边长为200mm的正方形，其两侧面的中心位置处设有用于放置透明钢化玻璃的矩形孔洞。
5.根据权利要求4所述的一种多功能剪切测试仪，其特征在于，所述的下剪切盒的横截面与上剪切盒相同，其两侧面的中心位置处设有与上剪切盒的矩形空洞对称设置的矩形空洞，所述的条形夹具设在下剪切盒的上部位置，并在下剪切盒的上部两侧各布置两个无摩擦滚轴，该滚轴高出下剪切盒1mm。
6.根据权利要求2所述的一种多功能剪切测试仪，其特征在于，所述的竖直加载组件包括盖板、拉杆、挂钩和砝码，所述的盖板设在上剪切盒内并盖住待测试材料，并与拉杆连接，所述的拉杆与挂钩连接，所述的挂钩与砝码连接。
7.根据权利要求2所述的一种多功能剪切测试仪，其特征在于，所述的数据采集组件包括压力传感器、位移传感器、竖向支撑、无线发射器、接收器和计算机，所述的压力传感器设在下剪切盒的一端并与推进器固定连接，所述的位移传感器设在下剪切盒的另一端并固定在竖向支撑上，所述的压力传感器和位移传感器均通过无线发射器与接收器连接，所述的接收器与计算机连接。
专利摘要本实用新型涉及一种多功能剪切测试仪，包括水平加载组件、竖直加载组件、数据采集组件和数据处理�？椋龅氖奔釉刈榧�、水平加载组件分别与待测试材料连接，所述的水平加载组件与数据采集组件连接，所述的数据采集组件与数据处理�？榱�。与现有技术相比，本实用新型具有用范围较广、操作步骤简单、试验精度较高等优点。
文档编号G01N3/24GK202757846SQ201220279559
公开日2013年2月27日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者吴雪萍, 邱一平, 代晓东 申请人:上海交通大学
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