專利名稱：一種十字板剪切儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種土工試驗(yàn)儀器，具體是指一種現(xiàn)場測試軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度的十字板剪切儀。
背景技術(shù)：
在軟粘土土工基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，如路提、基礎(chǔ)及基坑等，軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度是重要參數(shù)之一，軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度的測試分為室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)兩種方法，室內(nèi)試驗(yàn)是從現(xiàn)場取土運(yùn)回試驗(yàn)室，利用室內(nèi)儀器，如直接剪切儀和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀測試其不排水抗剪強(qiáng)度，室內(nèi)試驗(yàn)主要存在取土擾動和試樣尺寸效應(yīng)的問題；現(xiàn)場試驗(yàn)通常采用十字板剪切儀試驗(yàn)，其是目前在現(xiàn)場測定軟粘土及硬粘土天然不排水強(qiáng)度和靈敏度實(shí)驗(yàn)中使用最為廣泛的方法，所述現(xiàn)有十字板剪切儀一般包括十字板頭、扭力裝置和量測裝置三部分，試驗(yàn)中先將十字板頭貫入軟土中，操作扭力裝置使十字板頭轉(zhuǎn)動，直至土體破壞，通過量測裝置測得轉(zhuǎn)動時(shí)所需力矩，從而計(jì)算出土的抗剪強(qiáng)度。上述現(xiàn)有十字板剪切儀，其量測裝置通常包括有相互適配連接的轉(zhuǎn)盤、滑輪、施力盤、搖柄和讀數(shù)儀等結(jié)構(gòu)，其雖然給剪切儀的測量提供較好的精準(zhǔn)度，但其存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 儀器笨重缺陷，故其不僅具有攜帶不方便、成本高缺陷，而且實(shí)際操作中需要多人合作及消耗一定的人力；針對所述問題，本發(fā)明人對現(xiàn)有十字板剪切儀作了深入研究，發(fā)明了一種攜帶方便、操作簡單的十字板剪切儀，本案由此產(chǎn)生。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的十字板剪切儀，其克服了傳統(tǒng)技術(shù)中攜帶不便、操作復(fù)雜及耗時(shí)耗力等缺陷。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種十字板剪切儀，其包括有十字板頭，還包括有主桿、輔桿及彈簧秤，上述主桿為由豎桿和橫桿構(gòu)成的T字型結(jié)構(gòu)，上述十字板頭安裝在上述豎桿的下端部，上述輔桿與上述橫桿呈上下設(shè)置，且此輔桿與此橫桿的中部相活動鉸接，上述彈簧秤連接于上述輔桿與上述橫桿間。上述十字板頭與上述豎桿間采用可拆解方式相互連接。上述十字板頭的頂部形成一螺栓頭，對應(yīng)上述豎桿的下端部形成有與上述螺栓頭相緊密配合的螺栓孔。上述彈簧秤共設(shè)有兩個(gè)，分別設(shè)于上述輔桿與上述橫桿交叉后相對的兩側(cè)處。上述輔桿及上述橫桿上均設(shè)有便于上述彈簧秤連接設(shè)置的拉環(huán)。采用上述方案后，本實(shí)用新型一種十字板剪板儀，其采用的扭力裝置包括有呈T 字型結(jié)構(gòu)的主桿和與其相適配活動鉸接的輔桿，量測裝置采用簡單的彈簧秤結(jié)構(gòu)，該彈簧秤巧妙地連接在輔桿與橫桿間，試驗(yàn)時(shí)，待十字板頭貫入軟土后，沿與彈簧秤相對的一側(cè)旋轉(zhuǎn)輔桿，其通過彈簧秤帶動主桿對十字板頭產(chǎn)生扭剪力矩，十字板頭剪切軟粘土破壞，扭剪力矩通過彈簧秤乘以力矩測出，將扭剪力矩經(jīng)過換算，即可得所需的軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度；由此，本實(shí)用新型通過彈簧秤、輔桿及主桿間的巧妙配合，實(shí)現(xiàn)了量測裝置與扭力裝置的最簡化設(shè)計(jì)，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、攜帶操作簡便、省時(shí)又省力等優(yōu)點(diǎn)，為軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度測試提供了一種新的途徑。

[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]標(biāo)號說明[0014]十字板頭1主桿 2[0015]豎桿21橫桿 22[0016]輔桿3彈簧秤 4[0017]拉環(huán)具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖1所示為本實(shí)用新型一種十字板剪切儀，其包括有十字板頭1、主桿2、輔桿3 及彈簧秤4。十字板頭1具體由兩塊鋼板焊接成十字形結(jié)構(gòu)，鋼板具有一定的厚度，能夠承受一定的外力，主桿2為T字型結(jié)構(gòu)，其由豎桿21和橫桿22 —體焊接成型構(gòu)成，十字板頭1 采用可拆解方式安裝在豎桿21的下端部，具體一較佳實(shí)施方式，于十字板頭1的頂部中心位置焊接有一螺栓頭，對應(yīng)豎桿21的下端部形成有與此螺栓頭相擰緊配合的螺栓孔；所述采用可拆解方式，一方面有利于攜帶的方便性，另一方面，可以根據(jù)實(shí)際需要配備不同規(guī)格的十字板頭，例如可以配備有直徑X高度分別為50 X IOOmm和25 X 50mm的兩種規(guī)格的十字板頭，可拆解連接實(shí)現(xiàn)了簡單更換十字板頭1的作用。上述輔桿3與橫桿22呈上下設(shè)置，且輔桿3與橫桿22的中部采用銷軸相活動鉸接，則該兩者之間可作自由的交叉轉(zhuǎn)動，于相交叉的一側(cè)，輔桿3與橫桿22間連接有彈簧秤 4，為了便于彈簧秤4的連接作用，于輔桿3及橫桿22上均設(shè)有可供彈簧秤4連接掛設(shè)的拉環(huán)5 ；彈簧秤根據(jù)實(shí)際情況可以設(shè)置一個(gè)或兩個(gè)，當(dāng)測試軟粘土深度較小或強(qiáng)度較低時(shí)，可采用規(guī)格直徑X高度為50 X IOOmm的十字板頭1，并可只掛上一彈簧秤4，相反，當(dāng)測試軟粘土深度較大或強(qiáng)度較高時(shí)，可采用規(guī)格直徑X高度為25X50mm的十字板頭1，并可掛上兩個(gè)彈簧秤4，該兩個(gè)彈簧秤4分別設(shè)于輔桿3與橫桿22交叉后相對的兩側(cè)處。具體操作時(shí)，首先將十字板頭1貫入軟粘土中某一深度處，操作者雙手握緊輔桿3 兩端，并沿與彈簧秤4相對的一側(cè)旋轉(zhuǎn)輔桿3，通過彈簧秤4帶動主桿2 (包括橫桿22和豎桿21)對十字板頭1產(chǎn)生扭剪力矩，十字板頭1剪切軟粘土破壞，所述扭剪力矩為彈簧秤4 上的力與彈簧秤4至橫桿22中部距離的乘積，然后根據(jù)下式換算為軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度
IMrC" = ,D\D/3+H)[0024]式中，Cu為軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度(kPa) ;Mr為十字板頭1上的最大抵抗力矩 (kN · m) ；D為十字板頭1直徑(m) ；H為十字板頭1高度(m)。綜上所述，本實(shí)用新型十字板剪切儀，其采用的扭力裝置包括有呈T字型結(jié)構(gòu)的主桿2和與其相適配活動鉸接的輔桿3，量測裝置采用簡單的彈簧秤4結(jié)構(gòu)，該彈簧秤4巧妙地連接在輔桿3與橫桿22間，使操作中可充分利用輔桿3的旋轉(zhuǎn)作用及彈簧秤4的簡易測量作用，由此，本案通過彈簧秤4、輔桿3及主桿2間的巧妙配合，實(shí)現(xiàn)了量測裝置與扭力裝置的最簡化設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)不同深度處原位測試軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、攜帶操作簡便、省時(shí)又省力等優(yōu)點(diǎn)，為軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度測試提供了一種新的途徑。上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。
權(quán)利要求1.一種十字板剪切儀，其包括有十字板頭，其特征在于還包括有主桿、輔桿及彈簧秤，上述主桿為由豎桿和橫桿構(gòu)成的T字型結(jié)構(gòu)，上述十字板頭安裝在上述豎桿的下端部， 上述輔桿與上述橫桿呈上下設(shè)置，且此輔桿與此橫桿的中部相活動鉸接，上述彈簧秤連接于上述輔桿與上述橫桿間。
2.如權(quán)利要求1所述的一種十字板剪切儀，其特征在于上述十字板頭與上述豎桿間采用可拆解方式相互連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種十字板剪切儀，其特征在于上述十字板頭的頂部形成一螺栓頭，對應(yīng)上述豎桿的下端部形成有與上述螺栓頭相緊密配合的螺栓孔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種十字板剪切儀，其特征在于上述彈簧秤共設(shè)有兩個(gè)，分別設(shè)于上述輔桿與上述橫桿交叉后相對的兩側(cè)處。
5.如權(quán)利要求1所述的一種十字板剪切儀，其特征在于上述輔桿及上述橫桿上均設(shè)有便于上述彈簧秤連接設(shè)置的拉環(huán)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種十字板剪切儀，其包括有十字板頭，還包括有主桿、輔桿及彈簧秤，上述主桿為由豎桿和橫桿構(gòu)成的T字型結(jié)構(gòu)，上述十字板頭安裝在上述豎桿的下端部，上述輔桿與上述橫桿呈上下設(shè)置，且此輔桿與此橫桿的中部相活動鉸接，上述彈簧秤連接于上述輔桿與上述橫桿間；本案試驗(yàn)時(shí)，待十字板頭貫入軟土后，旋轉(zhuǎn)輔桿，通過彈簧秤帶動主桿對十字板頭產(chǎn)生扭剪力矩，十字板頭剪切軟粘土破壞，扭剪力矩通過彈簧秤乘以力矩測出，經(jīng)過換算即可得所需的軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度；由此本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了量測裝置與扭力裝置的最簡化設(shè)計(jì)，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、攜帶操作簡便、省時(shí)又省力等優(yōu)點(diǎn)，為軟粘土不排水抗剪強(qiáng)度測試提供了一種新的途徑。
文檔編號G01N3/24GK202216879SQ20112031159
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者常方強(qiáng) 申請人:華僑大學(xué)