專利名稱：一種與工業ct配套使用的直剪儀剪切盒的制作方法
技術領域：
本實用新型 涉及一種直剪儀，尤其是涉及一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒。
背景技術：
土體結構性的研究是近年來土力學研究的熱門課題。采用應變控制式直剪儀進行測試時，所采用的剪切盒由固定的上剪切盒和活動的下剪切盒組成，試樣放在剪切盒內的上下兩塊透水石之間。實際試驗時，由豎直向加載裝置通過透水石對試樣施加某一垂直壓力O，然后等速轉動手輪對下剪切盒施加水平推力，使試樣在上下剪切盒的水平接觸面上產生剪切變形，直至破壞，剪應力的大小可借助與上剪切盒接觸的量力環的變形值進行計算確定。工業CT是利用X射線穿透物體斷面進行旋轉掃描，收集X射線經此層面不同物質衰減后的信息并進行放大和模數轉換后，由計算機在工業CT的探測空間范圍內與空間某點相關的各個方向射線進行空間解算，得出與該點X射線吸收系數y直接關聯的數值CTP，從而形成一幅物體層面的U數字圖像。物質的密度越大，CT數值越大。由于監測過程不破壞樣品的整體性，整個試驗過程可以多次對樣品的不同層面重復監測、記錄，進行圖像分析和處理，也可以保存并與其它試驗方法進行對比分析。因此，用工業CT進行巖土材料的結構分析具有相當的優勢。但是，由于傳統的金屬方形直剪儀剪切盒為不透明的金屬，不能很好地與工業CT配套使用。再加上由于直剪試驗的破壞面(即剪切面)是人為確定的，剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱面剪切破壞，因而實驗過程中試樣中的應力和應變不均勻且十分復雜，試樣內各點應力狀態及應力路徑不同，在剪切面附近的主應力大小是變化的且其主應力方向是旋轉的，剪切面上剪應力分布不均勻，土樣剪切破壞先從試件邊緣開始，因而在試件邊緣發生應力集中現象，直接影響抗剪強度的試驗結果。另外，進行直接剪切時，土樣剪切面逐漸縮小，而實際計算抗剪強度時，卻按土樣的原截面積進行計算，因而更進一步影響試驗結果。同時，試驗過程中不能嚴格控制排水條件，不能測量孔隙水壓力。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其結構簡單、加工制作及拆裝方便、使用操作簡便且使用效果好，同時易于工業CT掃描，測試結果準確。為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于包括下剪切盒和位于下剪切盒正上方的上剪切盒，所述上剪切盒位于由上至下對被測試件施加豎向壓力的豎直向加載機構的正下方，對下剪切盒施加水平推力的水平向加載機構位于下剪切盒一側，且上剪切盒與對作用于所述被測試件上的剪應力進行測試的量力環相接觸；所述下剪切盒底部安裝有上部開口的儲水盒，且儲水盒安裝在一個能在支撐臺上進行水平滑動的滑動板上；所述上剪切盒包括上下均開口的圓環形盒體一，所述下剪切盒包括上部開口的圓環形盒體二，且所述上剪切盒和下剪切盒均為呈水平向布設的圓環形有機玻璃盒；所述被測試件為圓柱形試件，所述圓環形盒體一和圓環形盒體二的內徑均與所述被測試件的直徑一致，且所述被測試件裝于由上剪切盒和下剪切盒組成的圓環形剪切盒內；所述被測試件與所述豎直向加載機構之間安裝有豎向力傳遞機構，所述豎向力傳遞機構位于圓環形盒體一的上部開口上且其位于所述被測試件的正上方；所述下剪切盒與所述水平向加載機構之間設置有水平力傳遞機構。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述豎向力傳遞機構為傳壓蓋，所述傳壓蓋包括呈水平向布設的圓形壓盤和安裝在圓形壓盤中部上方的豎向壓柱，所述圓形壓盤的直徑不大于圓環形盒體一的內徑。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述上剪切盒與所述量力環之間設置有應變傳遞機構，所述應變傳遞機構水平向安裝在圓環形盒體一的外側，且所述應變傳遞機構包括安裝在圓環形盒體一正前方的墊塊一和水平向安裝在墊塊一正前方的L形桿，所述L形桿的前端部與所述量力環直接接觸。·上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述圓環形盒體一和圓環形盒體二之間通過多個豎向連接銷一進行緊固連接；所述圓環形盒體一上對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷一安裝的銷孔一，且所述圓環形盒體二上對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷一安裝的銷孔二；多個所述銷孔一均為豎向通孔，且多個所述銷孔二均為豎向盲孔。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述圓環形盒體二底部開有多道排水槽，且圓環形盒體二的中部開有與多道所述排水槽均相通的排水孔。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述儲水盒為圓形盒體。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述水平力傳遞機構為水平向安裝在儲水盒正前方的墊塊二。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述圓環形盒體二與儲水盒之間通過多個連接螺栓二和多個豎向連接銷二進行連接，所述圓環形盒體二上對應開有多個分別供多個所述連接螺栓二安裝的螺紋孔一，所述圓環形盒體二底部對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷二安裝的銷孔三；所述儲水盒上對應開有多個分別供多個所述連接螺栓二安裝的螺紋孔二和多個分別供多個所述豎向連接銷二安裝的銷孔四；多個所述螺紋孔一、多個所述螺紋孔二和多個所述銷孔四均為豎向通孔，多個所述銷孔三均為盲孔；多個所述連接螺栓二的頂部高度均低于圓環形盒體二的上表面高度。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述滑動板通過多個連接螺栓三安裝在儲水盒底部，所述儲水盒底部對應設置有多個分別供多個所述連接螺栓三安裝的螺紋孔三，且所述滑動板上對應設置有多個分別供多個所述連接螺栓安裝的螺紋孔四；多個所述螺紋孔三均為盲孔，且多個所述螺紋孔四均為通孔。上述一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征是所述滑動板為矩形板且其底部安裝有滾珠。本實用新型與現有技術相比具有以下優點[0017]I、結構簡單、設計合理且加工制作及拆裝方便。2、使用操作簡便，只需將被測試件放置圓環形剪切盒且其上下放置透水石即可。3、剪切盒采用有機玻璃加工而成，無污染，對周圍環境影響小，并且重量輕，易于工業CT掃描。5、剪切盒采用環狀結構，相對常規金屬方形直剪儀減小了應力集中現象，避免了掃描過程中的尾影現象。6、試驗過程中排水控制簡易，能對孔隙水壓力同步進行測量。7、使用效果好且測試結果準確。綜上所述，本實用新型結構簡單、加工制作及拆裝方便、使用操作方便且使用效果好，同時易于工業CT掃描，測試結果準確。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖I為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型豎向力傳遞機構的結構示意圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。圖4為本實用新型上剪切盒的結構示意圖。圖5為圖4的A-A剖視圖。圖6為本實用新型下剪切盒上部的結構示意圖。圖7為本實用新型下剪切盒底部的結構示意圖。圖8為本實用新型儲水盒上部的結構示意圖。圖9為圖8的仰視圖。圖10為本實用新型儲水盒底部的結構示意圖。圖11為本實用新型滑動板的結構示意圖。附圖標記說明I 一傳壓蓋；1-1 一圓形壓盤；1-2—豎向壓柱；1-3—圓錐形凹槽； 2—上剪切盒；2-1—圓環形盒體一；2-2—墊塊一；2-3—L 形桿；2-4—銷孔一；3—下剪切盒；3-1—圓環形盒體二 ； 3-2—銷孔二 ；3-3—螺紋孔一；3-4—銷孔三；3-5—排水溝槽；3-6—排水孔；4一儲水盒；4-1 一螺紋孔二 ；4-2—銷孔四；4-3—墊塊二 ；4-4一螺紋孔三；4-5—連接螺栓四； 5—滑動板；5-1—螺紋孔四。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型包括下剪切盒3和位于下剪切盒3正上方的上剪切盒2，所述上剪切盒2位于由上至下對被測試件施加豎向壓力的豎直向加載機構的正下方，對下剪切盒3施加水平推力的水平向加載機構位于下剪切盒3 —側，且上剪切盒2與對作用于所述被測試件上的剪應力進行測試的量力環相接觸。所述下剪切盒3底部安裝有上部開口的儲水盒4，且儲水盒4安裝在一個能在支撐臺上進行水平滑動的滑動板5上。結合圖4、圖5、圖6及圖7，所述上剪切盒2包括上下均開口的圓環形盒體一 2-1，所述下剪切盒3包括上部開口的圓環形盒體二 3-1，且所述上剪切盒2和下剪切盒3均為呈水平向布設的圓環形有機玻璃盒。所述被測試件為圓柱形試件，所述圓環形盒體一 2-1和圓環形盒體二 3-1的內徑均與所述被測試件的直徑一致，且所述被測試件裝于由上剪切盒2和下剪切盒3組成的圓環形剪切盒內。所述被測試件與所述豎直向加載機構之間安裝有豎向力傳遞機構，所述豎向力傳遞機構位于圓環形盒體一 2-1的上部開口上且其位于所述被測試件的正上方。所述下剪切盒3與所述水平向加載機構之間設置有水平力傳遞機構。本實施例中，所述圓環形盒體一 2-1和圓環形盒體3-1的外徑相同。如圖2、圖3所示，所述豎向力傳遞機構為傳壓蓋1，所述傳壓蓋I包括呈水平向布設的圓形壓盤1-1和安裝在圓形壓盤1-1中部上方的豎向壓柱1-2，所述圓形壓盤1-1的直徑不大于圓環形盒體一 2-1的內徑。本實施例中，所述豎向壓柱1-2的頂端中部，設置有便于所述豎直向加載機構加載的圓錐形凹槽1-3。所述上剪切盒2與所述量力環之間設置有應變傳遞機構，所述應變傳遞機構水平向安裝在圓環形盒體一 2-1的外側，且所述應變傳遞機構包括安裝在圓環形盒體一 2-1前方的墊塊一 2-2和水平向安裝在墊塊一 2-2正前方的L形桿2-3，所述L形桿2_3的前端部與所述量力環直接接觸。本實施例中，所述L形桿2-3的前端中部設置有與所述量力環結構相對應的凹槽。本實施例中，所述墊塊一 2-2的后側壁為與圓環形盒體一 2-1的外側壁結構一致的圓弧形面，且其外側壁為豎直平面。所述墊塊一 2-2通過連接螺栓一，固定于圓環形盒體一 2-1的外側壁上。實際安裝時，所述圓環形盒體一 2-1和圓環形盒體二 3-1之間通過多個豎向連接銷一進行緊固連接。所述圓環形盒體一 2-1上對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷一安裝的銷孔一 2-4，且所述圓環形盒體二 3-1上對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷一安裝的銷孔二 3-2 ;多個所述銷孔一 2-4均為豎向通孔，且多個所述銷孔二 3-2均為豎向盲孔。本實施例中，多個所述豎向連接銷一的底部外側壁上設置有外螺紋，且多個所述銷孔二 3-2的底部內側壁上對應設置有內螺紋。實際加工時，多個所述豎向連接銷一沿圓周方向進行均勻布設，且多個所述銷孔一 2-4和多個所述銷孔二 3-2均沿圓周方向進行均勻布設。本實施例中，所述豎向連接銷一的數量為兩個，且所述銷孔一 2-4和所述銷孔二
3-2的數量均為兩個。實際使用時，可根據具體需要，對所述豎向連接銷一的數量進行相應調整。實際安裝時，所述圓環形盒體二 3-1與儲水盒4之間通過多個連接螺栓二和多個豎向連接銷二進行連接，所述圓環形盒體二 3-1上對應開有多個分別供多個所述連接螺栓二安裝的螺紋孔一 3-3，所述圓環形盒體二 3-1底部對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷二安裝的銷孔三3-4。所述儲水盒4上對應開有多個分別供多個所述連接螺栓二安裝的螺紋孔二 4-1和多個分別供多個所述豎向連接銷二安裝的銷孔四4-2。多個所述螺紋孔一 3-3、多個所述螺紋孔二 4-1和多個所述銷孔四4-2均為豎向通孔，多個所述銷孔三3-4均為盲孔。多個所述連接螺栓二的頂部高度均低于圓環形盒體二 3-1的上表面高度。所述圓環形盒體二 3-1底部開有多道排水溝槽3-5，且圓環形盒體二 3-1的中部開有與多道所述排水槽3-5均相通的排水孔3-6。本實施例中，所述排水溝槽3-5的數量為4道，且4道所述排水溝槽3_5呈“十”字形布設。實際加工時，多個所述連接螺栓二和多個所述豎向連接銷二均沿圓周方向進行均勻布設，且多個所述螺紋孔一 3-3、多個所述銷孔三3-4、多個所述螺紋孔二 4-1和多個所述銷孔四4-2均沿圓周方向進行均勻布設。本實施例中，所述連接螺栓二和所述豎向連接銷二的數量均為兩個，且所述螺紋孔一 3-3、所述銷孔三3-4、所述螺紋孔二 4-1和所述銷孔四4-2的數量均為兩個。·[0062]實際使用時，可根據具體需要，對所述連接螺栓二和所述豎向連接銷二的數量分別進行相應調整。本實施例中，結合圖8、圖9和圖10，所述儲水盒4為圓形盒體。所述水平力傳遞機構為水平向安裝在儲水盒4正前方的墊塊二 4-3。實際安裝時，所述墊塊二 4-3通過連接螺栓四4-5安裝在儲水盒4的外側壁上。所述墊塊二 4-3的后側壁為與儲水盒4的外側壁結構一致的圓弧形面，且其外側壁為豎直平面。本實施例中，所述墊塊二 4-3的前端中部設置有便于所述水平向加載機構加載的凹槽。結合圖11，所述滑動板5通過多個連接螺栓三安裝在儲水盒4底部，所述儲水盒4底部對應設置有多個分別供多個所述連接螺栓三安裝的螺紋孔三4-4，且所述滑動板5上對應設置有多個分別供多個所述連接螺栓安裝的螺紋孔四5-1 ;多個所述螺紋孔三4-4均為盲孔，且多個所述螺紋孔四5-1均為通孔。所述滑動板5為矩形板且其底部安裝有滾珠。本實施例中，所述圓形壓盤1-1的直徑為30. 5mm,所述圓環形盒體一 2_1的內徑為62mm且其外徑為120mm ;圓環形盒體二 3-1的內徑為62mm且其外徑為120mm，水溝槽3-5的寬度為IOmm,所述儲水盒4的直徑為120mm。所述滑動板5的長度為IlOmm且其寬度為82mm0以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
權利要求1.一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于包括下剪切盒(3)和位于下剪切盒(3)正上方的上剪切盒(2)，所述上剪切盒(2)位于由上至下對被測試件施加豎向壓力的豎直向加載機構的正下方，對下剪切盒(3)施加水平推力的水平向加載機構位于下剪切盒(3) —側，且上剪切盒(2)與對作用于所述被測試件上的剪應力進行測試的量力環相接觸；所述下剪切盒(3)底部安裝有上部開口的儲水盒(4)，且儲水盒(4)安裝在一個能在支撐臺上進行水平滑動的滑動板(5)上；所述上剪切盒(2)包括上下均開口的圓環形盒體一(2-1)，所述下剪切盒(3 )包括上部開口的圓環形盒體二( 3-1)，且所述上剪切盒(2 )和下剪切盒(3)均為呈水平向布設的圓環形有機玻璃盒；所述被測試件為圓柱形試件，所述圓環形盒體一(2-1)和圓環形盒體二(3-1)的內徑均與所述被測試件的直徑一致，且所述被測試件裝于由上剪切盒(2)和下剪切盒(3)組成的圓環形剪切盒內；所述被測試件與所述豎直向加載機構之間安裝有豎向力傳遞機構，所述豎向力傳遞機構位于圓環形盒體一(2-1)的上部開口上且其位于所述被測試件的正上方；所述下剪切盒(3)與所述水平向加載機構之間設置有水平力傳遞機構。
2.按照權利要求I所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述豎向力傳遞機構為傳壓蓋(1)，所述傳壓蓋(I)包括呈水平向布設的圓形壓盤(1-1)和安裝在圓形壓盤(1-1)中部上方的豎向壓柱(1-2)，所述圓形壓盤(1-1)的直徑不大于圓環形盒體一(2-1)的內徑。
3.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述上剪切盒(2)與所述量力環之間設置有應變傳遞機構，所述應變傳遞機構水平向安裝在圓環形盒體一(2-1)的外側，且所述應變傳遞機構包括安裝在圓環形盒體一(2-1)正前方的墊塊一(2-2 )和水平向安裝在墊塊一(2-2 )正前方的L形桿(2-3 )，所述L形桿(2-3 )的前端部與所述量力環直接接觸。
4.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述圓環形盒體一(2-1)和圓環形盒體二(3-1)之間通過多個豎向連接銷一進行緊固連接；所述圓環形盒體一(2-1)上對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷一安裝的銷孔一(2-4)，且所述圓環形盒體二( 3-1)上對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷一安裝的銷孔二(3-2);多個所述銷孔一(2-4)均為豎向通孔，且多個所述銷孔二(3-2)均為豎向盲孔。
5.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述圓環形盒體二(3-1)底部開有多道排水槽(3-5)且圓環形盒體二(3-1)的中部開有與多道所述排水槽(3-5 )均相通的排水孔(3-6 )。
6.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述儲水盒(4)為圓形盒體。
7.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述水平力傳遞機構為水平向安裝在儲水盒(4 )正前方的墊塊二( 4-3 )。
8.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述圓環形盒體二(3-1)與儲水盒(4)之間通過多個連接螺栓二和多個豎向連接銷二進行連接，所述圓環形盒體二(3-1)上對應開有多個分別供多個所述連接螺栓二安裝的螺紋孔一(3-3)，所述圓環形盒體二(3-1)底部對應開有多個分別供多個所述豎向連接銷二安裝的銷孔三(3-4);所述儲水盒(4)上對應開有多個分別供多個所述連接螺栓二安裝的螺紋孔二(4-1)和多個分別供多個所述豎向連接銷二安裝的銷孔四(4-2);多個所述螺紋孔一(3-3)、多個所述螺紋孔二(4-1)和多個所述銷孔(4-2)均為豎向通孔，多個所述銷孔三(3-4)均為 盲孔；多個所述連接螺栓二的頂部高度均低于圓環形盒體二(3-1)的上表面高度。
9.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述滑動板(5 )通過多個連接螺栓三安裝在儲水盒(4 )底部，所述儲水盒(4 )底部對應設置有多個分別供多個所述連接螺栓三安裝的螺紋孔三(4-4)，且所述滑動板(5)上對應設置有多個分別供多個所述連接螺栓安裝的螺紋孔四(5-1);多個所述螺紋孔三(4-4)均為盲孔，且多個所述螺紋孔四(5-1)均為通孔。
10.按照權利要求I或2所述的一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，其特征在于所述滑動板(5)為矩形板且其底部安裝有滾珠。
專利摘要本實用新型公開了一種與工業CT配套使用的直剪儀剪切盒，包括下剪切盒和上剪切盒，上剪切盒位于豎直向加載機構的正下方，對下剪切盒施加水平推力的水平向加載機構位于下剪切盒一側，且上剪切盒與量力環相接觸；下剪切盒底部安裝有上部開口的儲水盒，儲水盒安裝在一個能在支撐臺上進行水平滑動的滑動板上；上剪切盒包括上下均開口的圓環形盒體一，下剪切盒包括上部開口的圓環形盒體二；被測試件為圓柱形試件；被測試件與豎直向加載機構之間安裝有豎向力傳遞機構，下剪切盒與水平向加載機構之間設置有水平力傳遞機構。本實用新型結構簡單、加工制作及拆裝方便、使用操作簡便且使用效果好，同時易于工業CT掃描，測試結果準確。
文檔編號G01N3/02GK202793908SQ20122050078
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者李曉軍 申請人:西安科技大學