蘇州拓測儀器設備有限公司機電數控高壓直剪儀的研發和使用說明

目前用(yong)于(yu)直(zhi)接剪(jian)(jian)切試(shi)驗的(de)應(ying)變(bian)控(kong)制(zhi)(zhi)式(shi)直(zhi)剪(jian)(jian)儀,其垂直(zhi)壓力的(de)施加方法(fa)基本采用(yong)的(de)是杠桿  式(shi)砝碼加荷(he)結構,該加荷(he)結構可承受(shou)的(de)垂直(zhi)壓力小。而現(xian)階段，隨著建筑(zhu)工(gong)程和巖(yan)土工(gong)程技(ji)  術(shu)的(de)發展，該加壓方式(shi)已經遠遠落后現(xian)代化的(de)進程，并在技(ji)術(shu)方面(mian)也逐(zhu)步開始顯露弊端。機(ji)  電數控(kong)高壓直(zhi)剪(jian)(jian)儀采用(yong)了全自(zi)動垂直(zhi)加壓裝置，可根(gen)據取(qu)土的(de)深度不同(tong)施加相應(ying)的(de)固結壓力， 解(jie)決(jue)了應(ying)變(bian)控(kong)制(zhi)(zhi)式(shi)直(zhi)剪(jian)(jian)儀加荷(he)結構可承受(shou)的(de)垂直(zhi)壓力小,同(tong)時更加逼真地模擬土樣在地層中(zhong)  所(suo)受(shou)荷(he)載的(de)實際情況。

一、前言

隨著國民經(jing)濟的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)斷發(fa)展(zhan)，我國地(di)(di)下空間的(de)(de)(de)(de)(de)開發(fa)與利用越來(lai)(lai)越被人(ren)們(men)所重(zhong)視，因此(ci)土(tu)(tu)(tu)(tu)木建筑(zhu)與巖土(tu)(tu)(tu)(tu)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用技(ji)術和(he)土(tu)(tu)(tu)(tu)工(gong)(gong)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)各項參數的(de)(de)(de)(de)(de)測試要求越來(lai)(lai)越高，尤為突(tu)出的(de)(de)(de)(de)(de)是對室內試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)精度(du)和(he)可(ke)(ke)靠性。土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)抗剪(jian)(jian)(jian)強度(du)是土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要力(li)學(xue)性質之一，建筑(zhu)物地(di)(di)基和(he)路(lu)基的(de)(de)(de)(de)(de)承載(zai)力(li)、地(di)(di)下擋(dang)土(tu)(tu)(tu)(tu)墻和(he)地(di)(di)下結(jie)(jie)構(gou)、堤(di)壩、基坑、路(lu)塹以及(ji)各類邊(bian)坡的(de)(de)(de)(de)(de)穩定性均由土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)抗剪(jian)(jian)(jian)強度(du)所控(kong)制(zhi)。因此(ci)，正確測定土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)抗剪(jian)(jian)(jian)強度(du)在(zai)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)上(shang)具(ju)有(you)(you)(you)重(zhong)要意義。對于目前的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)接(jie)剪(jian)(jian)(jian)切試驗(yan)來(lai)(lai)說， 應(ying)變控(kong)制(zhi)式(shi)直(zhi)剪(jian)(jian)(jian)儀(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)和(he)加(jia)壓(ya)方式(shi)還(huan)(huan)停留在(zai)上(shang)世紀五(wu)、六十年代(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)傳統技(ji)術，針對現(xian)有(you)(you)(you)這種落后的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)狀，采用全(quan)自動垂直(zhi)加(jia)壓(ya)裝置，不(bu)僅可(ke)(ke)以改變現(xian)有(you)(you)(you)儀(yi)器設備加(jia)荷結(jie)(jie)構(gou)可(ke)(ke)承受的(de)(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)壓(ya)力(li)小(xiao)，還(huan)(huan)可(ke)(ke)以根據取土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)深度(du)不(bu)同施加(jia)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)結(jie)(jie)壓(ya)力(li)，為深層土(tu)(tu)(tu)(tu)樣提供不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)壓(ya)力(li)，更地(di)(di)模擬土(tu)(tu)(tu)(tu)層真實受壓(ya)情況，減少(shao)試驗(yan)誤(wu)差，提高試驗(yan)效率(lv)。

二、機電數控高壓直剪儀
機電數控高壓直剪儀與傳統的應變控制式直剪儀的試驗原理和步驟*相同，區別在于前者可以根據土樣在土層所受荷載的實際應力，在進行直剪試驗時給予不同垂直壓力，尤其是深層土樣需要高強度的垂直壓力時，通過機電數控裝置對土樣自動加壓、自動減壓，并利用計算機軟件自動數據采集、計算成果、繪制圖表，減少試驗誤差，提高試驗效率，為工程設計提供更為準確的試驗數據。
1、機電數控高壓直剪儀的組成
機(ji)電(dian)數控(kong)高(gao)壓直(zhi)剪(jian)(jian)(jian)儀,主要包括: 應(ying)變控(kong)制式(shi)直(zhi)剪(jian)(jian)(jian)儀、全自動垂直(zhi)加壓裝置、直(zhi)剪(jian)(jian)(jian)儀框(kuang)架。如(ru)圖 7-1、圖 7-2。

圖7-1

圖7-2

2、機電數控高壓直剪儀工作原理及方法
機電數控高壓直剪儀的核心內容為全自動垂直加壓裝置，由下橫梁、螺紋桿、立柱、傳感器下接頭、傳感器、橫梁、蓋形螺母、鎖緊螺栓、豎向加荷控制器、控制器座、齒輪、渦輪蝸桿升降裝置、深溝球軸承組成。如圖 7-3、圖 7-4、圖 7-5。
機電數控高(gao)壓(ya)直(zhi)剪(jian)儀的(de)操(cao)作流(liu)程(cheng)主(zhu)要如下：全自動(dong)垂直(zhi)加壓(ya)裝置(zhi)加載(zai)在(zai)直(zhi)剪(jian)儀試驗(yan)平(ping)臺上(shang)(shang)，試樣按(an)試驗(yan)規范要求制備(bei)好后(hou)，裝入直(zhi)剪(jian)儀，根據試樣的(de)取(qu)土深度確定需施加的(de)垂直(zhi)壓(ya)力值，并(bing)按(an)此值在(zai)本裝置(zhi)的(de)豎向應力加載(zai)系統(tong)中進(jin)行設置(zhi)，系統(tong)根據設置(zhi)對土樣施加垂直(zhi)壓(ya)力，并(bing)同時將(jiang)該壓(ya)力值傳(chuan)送(song)至荷重傳(chuan)感器，整個(ge)加壓(ya)過程(cheng)結束(shu)。試驗(yan)完成后(hou)按(an)上(shang)(shang)述過程(cheng)進(jin)行減(jian)壓(ya)。試驗(yan)過程(cheng)中全程(cheng)自動(dong)加壓(ya)、自動(dong)減(jian)壓(ya)、自動(dong)數據采集(ji)。

圖7-3

圖7-4

圖7-5

3、傳統應變控制式直剪儀與機電數控高壓直剪儀的比對
傳統應(ying)變控(kong)制(zhi)式直剪儀采用杠桿式砝碼(ma)加荷(he)結(jie)構，機(ji)電數控(kong)高壓(ya)直剪儀應(ying)用全自動垂(chui)直加壓(ya)裝置進行試(shi)(shi)驗(yan)。土(tu)(tu)樣(yang)(yang)取自上海某(mou)地區(qu)同(tong)一(yi)土(tu)(tu)層的(de)(de)鉆孔原狀(zhuang)土(tu)(tu)樣(yang)(yang)，均是在(zai)保證原始狀(zhuang)態樣(yang)(yang)的(de)(de)情況下，通過(guo)天然密度來控(kong)制(zhi)其試(shi)(shi)驗(yan)土(tu)(tu)樣(yang)(yang)的(de)(de)一(yi)致性，采用同(tong)一(yi)試(shi)(shi)驗(yan)方法的(de)(de)對比試(shi)(shi)驗(yan)，試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果如表 7-1。

表7-1

通過試驗數據比對可看出機電數控高壓直剪儀和傳統剪切試驗儀器一樣，準確地反映了土樣的直剪力學指標，能有效提供試驗成果。
4、機電數控高壓直剪儀的高壓試驗成果
機電數控高壓直剪儀的主要技術指標：1 固結壓力范圍：0kPa～3200 kPa，并在這個范圍內可以任意設定固結壓力值；2 剪切應力范圍：0kPa～3200 kPa，可以滿足各種土性的試驗研究；3  儀器土樣面積：30cm2，高度 2～2.5cm;4  儀器剪切位移量測設備,全量程 0.2%的傳感器；5 剪切速度范圍：0.01～3mm/min，可以滿足慢剪試驗、固結快剪試驗、快剪試驗等多種試驗方法；6 儀器的數據采集、儲存、傳輸以及處理均滿足國家標準和規范。
傳統的(de)應(ying)變(bian)控制式直(zhi)剪(jian)儀加壓(ya)荷載(zai)大為 400kPa，不能滿(man)足深層(ceng)土(tu)樣(yang)直(zhi)剪(jian)試(shi)驗的(de)加壓(ya)荷載(zai)要求(qiu)。機電數控高(gao)壓(ya)直(zhi)剪(jian)儀可以根(gen)據(ju)土(tu)樣(yang)位于土(tu)層(ceng)的(de)實(shi)(shi)際應(ying)力(li)與土(tu)層(ceng)深度不同(tong)需求(qiu)，提供不同(tong)的(de)加壓(ya)荷載(zai)，更能真實(shi)(shi)模擬土(tu)樣(yang)在土(tu)體中(zhong)的(de)實(shi)(shi)際情況(kuang)，從(cong)而得出的(de)試(shi)驗結果(guo)更真實(shi)(shi)、可靠，提高(gao)試(shi)驗成果(guo)。試(shi)驗成果(guo)如(ru)圖(tu) 7-7、圖(tu) 7-8。

圖 7-7

圖 7-8

三(san)、蘇(su)州拓測儀器設備有限公司機電數控高壓(ya)直剪儀特點

1、采用機電數控加荷系統，儀器設備結構緊湊，由計算機軟件控制加壓系統操作，自動化操作流程使用方便，從而提高直剪試驗的效率及試驗頻次，同時提高試驗質量。
2、機電數控高壓直(zhi)剪(jian)儀應用全自動雙聯垂(chui)直(zhi)應力裝置，可設定 0kPa～1600kPa 之間的(de)任意垂(chui)直(zhi)壓力值，改進了原來砝碼只(zhi)能 5kg 加一次(ci)荷載的(de)局限性(xing)，解決了傳統(tong)的(de)應變控制

式直剪儀加壓荷載大為 400kPa 限制。更能真實模擬土樣在土體中的實際情況，從而得出的試驗結果更真實、可靠，提高試驗成果。
3、機電數控高壓直剪儀應用全自動雙聯垂直應力裝置代替了原有的砝碼加荷系統，有效地避免搬動砝碼的危險性，消除了試驗過程中的安全隱患。大大減輕人工勞動強度，降低人工成本。
四、結論
機電數控高壓直剪儀可以根據試驗土樣取土深度的不同對土樣施加相應的固結壓力，得到的試驗成果更能體現土樣在自然狀態的真實性，得出的試驗成果更可靠、，更好得為工程設計提供良好的試驗數據依據，對工程建設的安全性和經濟性具有積極作用。
機(ji)(ji)電(dian)數控高(gao)壓(ya)直(zhi)剪儀是一臺設備結構(gou)緊湊、機(ji)(ji)電(dian)一體(ti)智(zhi)能型的(de)直(zhi)接(jie)剪切(qie)試驗儀器。它適用范圍(wei)廣(guang)，兼容性很強(qiang)，可(ke)以適用低壓(ya)、中壓(ya)、高(gao)壓(ya)等多(duo)種壓(ya)力(li)形式(shi)的(de)直(zhi)接(jie)剪切(qie)試驗。尤其(qi)適用于大型堤壩、高(gao)層或超高(gao)層深層土的(de)抗剪強(qiang)度試驗。

蘇州拓測儀器設備有限公司機電數控高壓直剪儀的研發和使用說明