CN112945757A - 一种疲劳试验的剪切装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及剪切装置技术领域，公开了一种疲劳试验的剪切装置，包括：架体、剪切部、两个形变测量部和双向动力部，剪切部沿左右方向滑动连接于架体上，用于固定土样并剪切土样，两个形变测量部分别设置于剪切部的左右两侧，两个形变测量部分别固定于架体上，用于测量土样的形变量，双向动力部与剪切部连接，以使剪切部沿左右方向向左或向右滑动。本发明提供了一种可考虑疲劳作用的剪切装置，利用双向动力部来控制双向剪切力，从而使得试样在剪切过程中的剪应力方向发生改变，克服现有技术中存在的应变控制式直剪仪无法测出土样疲劳强度的缺陷。

Description

一种疲劳试验的剪切装置

技术领域

本发明涉及剪切装置技术领域，特别涉及一种疲劳试验的剪切装置。

背景技术

土体的疲劳是指土体在荷载作用下发生运动，土的强度和变形特性都要受到影响，在不同动荷载下土的强度和变形各不相同，其共同特点是都将受到加荷速率和加荷次数的影响，应变随时间延长而增加的现象，研究土体的疲劳性质对于确定土体的长期强度有重要意义，土体的疲劳研究也是近几年的研究热点。

国际上开展土体疲劳的研究始于1928年Bingham提出材料疲劳理论之后,通过众多学者的努力，土体疲劳的研究取得丰硕成果，剪切疲劳试验中，按照所施荷载、剪切力的方式不同，可以将土体的剪切疲劳试验分为两大类直接法和间接法，直接法是指直接施加剪力对土样进行疲劳试验的方法，包括直接剪切、扭转试验、简单剪切试验；间接法则是指利用单轴或者三轴压缩荷载对土样进行疲劳试验的方法，包括单轴试验、三轴剪切试验等。

各类仪器都有各自的优缺点：扭转试验剪切面积恒定，但是土样应力内、外围不均，制样要求高；三轴试验受力相对均匀，但是造价高；现国内土工试验仪器应变控制式直剪仪造价较低，应用较普及，该仪器可将一个土样在不同的垂直压力下，施加单向水平剪切作用，然后根据库伦定律计算确定该土的抗剪强度系数，内摩擦角和粘聚力，该仪器目前所采用的单向水平作用力是通过机械杆的推动装置，并连接使用推力电机，来达到所需的单向水平推力值，实现测试土样的单向水平位移，但剪力方向始终不变，剪应力不断增大，不是严格意义的疲劳测试，因此，简便、易行又有一定可信度的疲劳试验仪器，对于土体疲劳性质的研究有一定的意义。

发明内容

本发明提供了一种可考虑疲劳作用的剪切装置，利用双向动力部来控制双向剪切力，从而使得试样在剪切过程中的剪应力方向发生改变，克服现有技术中存在的应变控制式直剪仪无法测出土样疲劳强度的缺陷。

本发明提供了一种疲劳试验的剪切装置，包括：

架体和剪切部，剪切部沿左右方向滑动连接于架体上，用于固定土样并剪切土样；

两个形变测量部II，分别设置于剪切部I的左右两侧，两个形变测量部II分别固定于架体上，用于测量土样的形变量；

双向动力部III，与剪切部I连接，以使剪切部I沿左右方向向左或向右滑动。

可选的，双向动力部III包括：

传动件，连接于剪切部I上；

动力机构，与传动件连接，用于为传动件提供向左或向右的双向动力。

可选的，动力机构包括：

动力箱，固定于架体上，动力箱的内部设置有电机本体和减速箱，电机本体输出端与减速箱相连；

主动齿轮，中心与减速箱的输出轴固定相连，以使主动齿轮在竖直面内转动；

两个从动齿轮，位于主动齿轮的下方，与动力箱通过转轴相铰接；

双面齿条，沿左右方向连接于动力箱内，主动齿轮和两个从动齿轮分别与其两侧齿面相啮合；

两根传动杆，分别沿水平方向固连于双面齿条的两端，且延伸出动力箱的左右侧壁，传动件与传动杆连接。

可选的，传动件包括：

两根连杆，分别水平固连于传动杆上；

直角弯杆，两端分别垂直固连于两根连杆上；

直杆，沿竖直方向设置，一端固连于直角弯杆上，另一端连接剪切部I。

可选的，每个形变测量部II包括：

维稳架，位于剪切部I的左侧或右侧，并固定于架体上；

两个支撑导轮，分别对称设于维稳架上下部；

剪力环，固定安装于架体上，且位于维稳架远离剪切部I的一侧；

连接架，靠近剪切部I的一侧端延伸入两个支撑导轮之间，远离剪切部I的一侧端与剪力环固连；

形变测量表，固连于架体上，形变测量表的靠近连接架的一侧端与连接架的端面紧密接触；

受压架，固定安装于剪力环远离连接架的一侧端。

可选的，剪切部I包括：

下直剪盒，连接于架体上，位于两个形变测量部II之间；

上直剪盒，可拆卸连接于下直剪盒的上端，下直剪盒的部分空间和上直剪盒之间形成盛透水石和土样的空腔体；

施压盖，位于上直剪盒的上端，为空腔体施加竖直向下的作用力。

可选的，架体与下直剪盒接触的端面上安装有滑轨，滑轨内均匀排布有滚动圆珠，滚动圆珠与下直剪盒接触。

可选的，还包括控制系统，控制系统与所述电机本体连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)传统直剪试验过程中，仪器只是控制剪力方向不变，土样受剪面积减小，剪应力增大，试验过程并不是真正意义上的疲劳测试，本发明提供的疲劳试验剪切装置是利用电机来控制双向试验剪切力，从而使得土样在剪切过程中的剪应力方向发生改变，通过在仪器上附加剪力环装置的受力情况计算得出试验土样的应力情况，从而使土样在试验过程中出现疲劳状态达到土样力学参数测量的目的，该装置一定程度上解决了传统直剪疲劳试验无法测出土样疲劳强度的问题，增加了试验的可信度及合理性；

(2)本发明装置可以满足疲劳剪切试验中不同剪应力的应力控制，且操作方便，有一定精度；

(3)本发明装置可以经过旧式直剪仪简单再改造，成为一种简便的疲劳强度测量装置，该直剪仪构造简单、造价低、适合推广；

(4)由于本发明装置安装有对称的两个剪力环，使剪力环与上剪切盒之间始终处于相对静止状态直接精确地测量土体剪切过程中土体受力产生的剪力，实际剪切力可测定，测试结果可信，精度能满足工程设计要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的动力装置、剪切装置与位移测量装置结构图；

图2为动力机构的内部结构简图；

图3为传动件的内部结构简图；

图4为形变测量部的正剖面结构图；

图5为剪切部的正剖面结构图；

图6为剪切部的侧剖面结构图；

图7为本发明实施例提供的一种控制式疲劳试验的直剪仪及其实现方法的结构简图；

图8为本发明的电动机工作的电路图。

附图标记说明：

I-剪切部；II-形变测量部；III-双向动力部；0-剪切装置主体；1-架体；2-架体面；201-贯穿槽；3-架体面；4-传动件；401-接近开关；402-操作界面；403-连杆；404-直角弯杆；405-直杆；5-动力机构；500-动力箱；501-主动齿轮；502-从动齿轮；503-双面齿条；504-传动杆；6-下直剪盒；602-透水石；603-土样；孔位-604；7-滑轨；8-上直剪盒；801-水平柱；802-稳固腔；803-稳固钉；9-施压盖；901-纵向松紧阀；10-施压架；11-维稳架；12-支撑导轮；13-连接架；14-剪力环；15-形变测量表；16-形变测量表夹持器；17-受压架；18-承载台；19-调节台；20-横向松紧阀；21-支杆；22-配重块；23-秤杆；2301-游码；24-托力架；2401-托力阀；2402-托力板；2403-纵向松紧阀；25-秤砣放置架。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提供的一种可考虑疲劳作用的剪切装置，利用电机来控制双向剪切力，从而使得试样在剪切过程中的剪应力方向发生改变，通过在仪器上附加剪力环装置测出土样的受力情况，在对发明仪器进行相应的对比试验，检验该发明装置对土体在荷载作用下发生运动过程中出现的剪应力，试验结果表明，该简易装置可在一定程度上模拟土体在荷载作用下发生运动过程中产生的疲劳效应，测试在一定剪力下土样的应变随时间的变化，剪应力大小作为土样在给定的法向压力下的抗剪强度值改变法向应力，得到相应的抗剪强度，绘制抗剪强度与法向应力的关系曲线，得到试样抗剪强度参数。

如图1所示，本发明实施例提供的一种疲劳试验的剪切装置，包括：架体1、剪切部I、两个形变测量部II和双向动力部III，剪切部I沿左右方向滑动连接于架体1上，用于固定土样并剪切土样，两个形变测量部II分别设置于剪切部I的左右两侧，两个形变测量部II分别固定于架体1上，用于测量土样的形变量，双向动力部III与剪切部I连接，以使剪切部I沿左右方向向左或向右滑动。

传统直剪试验过程中，仪器只是控制剪力方向不变，土样受剪面积减小，剪应力增大，试验过程并不是真正意义上的疲劳测试，本发明提供的疲劳试验剪切装置是利用双向动力部来控制双向试验剪切力，从而使得土样在剪切过程中的剪应力方向发生改变，该装置一定程度上解决了传统直剪疲劳试验无法测出土样疲劳强度的问题，增加了试验的可信度及合理性。

如图2所示，双向动力部III包括：传动件4和动力机构5，传动件4连接于剪切部I上，动力机构5与传动件4连接，用于为传动件4提供向左或向右的双向动力，动力机构5包括：动力箱500、主动齿轮501、两个从动齿轮502、双面齿条503和两根传动杆504，动力箱500固定于架体1上，动力箱500内部设置有电机本体和减速箱，电机本体输出端与减速箱相连，主动齿轮501的中心与所述减速箱的输出轴固定相连，以使主动齿轮501在竖直面内转动，两个从动齿轮502位于主动齿轮501的下方，与动力箱500通过转轴相铰接，双面齿条503沿左右方向连接于动力箱500内，主动齿轮501和两个从动齿轮502分别与其两侧齿面相啮合，两根传动杆504分别沿水平方向固连于齿条503的两端，且延伸出动力箱500的左右侧壁，传动件4与传动杆504连接，两个从动齿轮502及主动轮501可避免双面齿条503运行摆动或脱落。

如图3所示，传动件4包括：两根连杆403、直角弯杆404和直杆405，两根连杆403分别水平固连于传动杆504上，直角弯杆404两端分别垂直固连于两根连杆403上，直杆405沿竖直方向设置，一端固连于直角弯杆404上，另一端连接剪切部I。

如图4所示，形变测量部II包括：维稳架11、两个支撑导轮12、剪力环14、连接架13、形变测量表15和受压架17，维稳架11位于剪切部I的左侧或右侧，并固定于架体1上，两个支撑导轮12分别对称设于维稳架11上下部，剪力环14固定安装于架体1上，且位于维稳架11远离剪切部I的一侧，连接架13靠近剪切部I的一侧端延伸入两个支撑导轮12之间，远离剪切部I的一侧端与剪力环14固连，形变测量表15固连于架体1上，形变测量表15的靠近连接架13的一侧端与连接架13的端面紧密接触，受压架17固定安装于剪力环14远离连接架13的一侧端，剪力环14和连接架13保证了形变测量表15的测量准确性，前期准备时，粗调水平柱的位置，横向松紧阀负责细调连接架13的位置，从而保证了测量压力初始值为零，且初始状态下，试样受到的剪切力极其微弱，可忽略不计，提高了实验数据的准确性，维稳架11的作用是保持剪力环14与水平柱801水平对齐，且在一次试验中实现测量水平向左或向右剪力环14变形量，形变测量表15是为测量剪力环14形变量，在已知剪力环14的弹性模量的前提下，从而推算得出土样603所产生的应力大小。

如图5-6所示，剪切部I包括：下直剪盒6、上直剪盒8和施压盖9，下直剪盒6连接于架体1上，位于两个形变测量部II之间，上直剪盒8可拆卸连接于下直剪盒6的上端，下直剪盒6的部分空间和上直剪盒8之间形成盛透水石602和土样603的空腔体，施压盖9固连于上直剪盒8的上端，为空腔体内的透水石602和土样603施加竖直向下的作用力。

下直剪盒6中存在可以盛一个透水石602和部分土样603的空间，上直剪盒8为中心贯穿，贯穿部分中存在另外一个透水石602和剩余的部分土样603以及施压盖9的一部分，下直剪盒6中的可以盛一个透水石602和部分土样603的空间、透水石602、土样603、上直剪盒8的中心贯穿部分、施压盖9这五者的横截面积基本一致(透水石602、土样603、施压盖9略小，因为这三者要放入直剪盒6和上直剪盒8构成的空腔体中)，且这五者的横截面形心位于同一铅垂线上。

可选的，架体1与下直剪盒6接触的端面上安装有滑轨7，滑轨7内均匀排布有滚动圆珠，滚动圆珠与下直剪盒6接触。

可选的，还包括控制系统，控制系统与电机本体连接。

本发明的所有机械结构件材料均采用304不锈钢和有较高强度的航空钢，大大提高了一起的防腐性，上剪切盒8和下剪切盒6采用304不锈钢，防腐性能更强，并提高了剪切刀口的刚性强度和耐用性，使用寿命长。

为基于现有应变式直剪仪改装而成的一种控制式疲劳试验剪应力的剪切装置，本发明直剪仪针对现有应力式直剪仪存在的问题，主要进行了两方面改进：

一是改装仪器的剪切力加载装置，利用电机来控制双向剪切力，从而使得试样在剪切过程中的剪应力方向发生改变，通过在仪器上附加剪力环装置测出土样的受力情况，可在一定程度上模拟土体在荷载作用下发生运动过程中产生的疲劳效应；

二是通过改进仪器剪切力测量装置，在土体剪切试验时采用两个对称分布的剪力环，在剪切过程中的剪应力方向发生改变，通过在仪器上改进的剪力环装置测出土样的受力情况。

1、从动双齿轮的两侧轮面皆向外延伸，其中心通过轴承固定于传动箱上，这样设计可以保证从动双齿轮的顺利旋转，同时可避免双面齿条运行摆动或脱落。

2、施压架下端在秤杆上的位置是根据土样所受压力的模拟值而设定的，是固定不变的。

3、为获取较为准确地试验数据，本装置适用的土样粒径应不大于3mm，因为，过大的粒径无法放入直剪腔体内施压和固定，影响直剪数据的准确性。

4、剪力环和连接架保证了形变测量表的测量准确性，前期准备时，粗调水平柱的位置，横向松紧阀负责细调连接架的位置，从而保证了测量压力初始值为零，且初始状态下，试样受到的剪切力极其微弱，可忽略不计，提高了试验数据的准确性。

本发明的实际使用结果表明，操作便捷、稳定性高，速度、步进位移相同，初始状态调节方便，直剪压力数据记录准确、快捷，适合在试验室压实土样的疲劳测定的直剪试验中推广使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)传统直剪试验过程中，仪器只是控制剪力方向不变，土样受剪面积减小，剪应力增大，试验过程并不是真正意义上的疲劳测试，本发明提供的疲劳试验剪切装置是利用电机来控制双向试验剪切力，从而使得土样在剪切过程中的剪应力方向发生改变，通过在仪器上附加剪力环装置测出土样的受力情况，从而使土样在试验过程中出现疲劳状态达到土样力学参数测量的目的，该装置一定程度上解决了传统直剪疲劳试验无法测出土样疲劳强度的问题，增加了试验的可信度及合理性；

(2)本发明装置可以满足疲劳剪切试验中不同剪应力的应力控制，且操作方便，有一定精度；

(3)本发明装置可以经过旧式直剪仪简单再改造，成为一种简便的疲劳强度测量装置，该直剪仪构造简单、造价低、适合推广；

(4)由于本发明装置安装有对称的两个剪力环，使剪力环与上剪切盒之间始终处于相对静止状态直接精确地测量土体剪切过程中土体受力产生的剪力，实际剪切力可直接测定，测试结果可信，精度能满足工程设计要求。

本发明采用SRM定时驱动技术，再配合多种机械结构，实现了对土样直剪压力数据的准确、快捷记录。

参考图7和图8，本发明装置的完整结构包括：应变直剪仪主体0，应变直剪仪主体0上设置有架体1、操作台面2和操作台面3，操作台面2和操作台面3固定于架体1上，操作台面3左侧固定安装有接近开关401、动力件4和动力箱500，动力箱500内部设置有电机本体和减速箱，电机本体输出端与减速箱相连，接近开关401与控制电路板电性相连，动力箱500顶部右侧设置有操作界面402，操作界面402的信号传输端口与控制电路板电性相连，动力箱500内设置有主动齿轮501、从动双齿轮502和双面齿条503，主动齿轮501中心与减速箱的输出轴固定相连，双面齿条503紧密安装于主动齿轮501和从动双齿轮502之间，双面齿条503左右两端固定连接有传动杆504，传动杆504与钢质连杆403相互水平固结，钢质连杆403与钢质直角弯杆404相互垂直固结，钢制直杆405沿竖直方向固连于钢质直角弯杆404中心上端，钢制直杆405垂直于操作台面2，钢制直杆405通过贯穿槽201贯穿操作台面2进入下直剪盒6下部的孔位604，孔位604位于6下部端面中心位置，孔位604正下方的操作台面2中间部位有贯穿槽201，传动杆504、钢质连杆403、钢质直角弯杆404、钢制直杆405、贯穿槽201、孔位604六者共面且所形成的平面垂直于操作台面2和操作台面3，操作台面2中间安装有滑轨7、维稳架11和施压架10，滑轨7上端均匀排布有滚动圆珠，滚动圆珠顶端放置有下直剪盒6，下直剪盒6上放置有上直剪盒8和施压盖9，下直剪盒6中存在可以盛一个透水石602和部分土样603的空间，上直剪盒8为中心贯穿，贯穿部分中可以存放另外一个透水石602和剩余的部分土样603以及施压盖9的一部分，施压盖9顶端连接有纵向松紧阀901，纵向松紧阀901安装在施压架10顶端，8左右两侧固定安装有水平柱801，维稳架11安装在滑轨7左右两侧，维稳架11中间设置有上下排列的两只支撑导轮12；操作台面2左右两侧安装有剪力环14、形变测量表15、承载台18和调节台19，剪力环14左、右两端分别固定安装有连接架13和受压架17，受压架17左侧输出杆上安装有两只形变测量表夹持器16，两只形变测量表夹持器16上端固定有形变测量表15，形变测量表15左端的测压杆与连接架13右端面紧密接触，连接架13左端伸入两只支撑导轮12之间，受压架17平放在承载台18上，受压架17右侧面套接有横向松紧阀20，横向松紧阀20贯穿调节台19；操作台面2下方设置有支杆21、秤杆23和托力架24，秤杆23左端点设置有配重块22，秤杆23左端与支杆21转动相连，秤杆23左侧与施压架10下端转动相连，秤杆23右侧穿过托力架24，托力架24下端设置有托力阀2401和托力板2402，秤杆23右端点设置有秤砣放置架25。

使用方法及工作原理：试验前期，将不同土层土样分类编号，通过标准筛将同一土层土样筛分出不同粒径的标本，并进行编号放置；根据要求，选取标本及其重量，并将其均匀分开成单体土样(一般单项试验需要260g左右的单体土样)，然后，进行土工击实试验，确定土样的最佳含水率，在单体土样中均匀掺入设定比例的水(土样的最佳含水率确定参水量)，尽可能使土样的含水率达到或接近最佳含水率，这样才能达到最佳效果。

直剪试验开始，详细步骤如下：

将上述中的含水率达到或接近最佳含水率土样进行土样603制备并放入环刀中，每组土样603不得少于4个；

对准剪切容器的下剪切盒6和上剪切盒8，插入固定销803，在下剪切盒6内放透水石602和圆形滤纸(圆形透水石602和圆形滤纸的直径与直剪腔体601内径一致，下同)，将土样603的环刀刃口向上，对准剪切盒开口，将土样603小心地放入剪切盒内的直剪腔体601内，使土样603一半位于下剪切盒6，一半土样603于上剪切盒8中(此时土样603仍未破坏，土样603为一整体圆柱状)，上剪切盒8中依次在土样603上放滤纸和透水石602，将施压架10拨至旁边，稳固钉803插入稳固腔802内，最后在透水石602放上施压盖9；

将剪切容器装置(I)置于操作台面2的滑轨7上，并且将贯穿操作台面2钢质直杆404置于下直剪盒6下部的孔位604中，将施压架10置于施压盖9上方，并通过纵向松紧阀901将施压架10与施压盖9压紧，此时，施压盖9全程自然受压，禁止用外力按压；

通过操作界面402中的倒顺开关键将传动杆504向左退回，待钢质连杆位于左右两个触动接近开关401中间位置处为止；

调节好托力架24下端托力板的位置，保证试验中不会触碰秤杆23，在秤砣放置架25上放入合适秤砣，直剪试验要求参水土样受压力依次为50kN、100kN、200kN、400kN，每个压力值对应一次直剪试验；

施加垂直压力后，拔去稳固钉803，操作一：通过操作界面402中的前进键将传动杆504向右前进以小于0.02mm/min的剪切速度向右进行剪切，土样603每产生剪切位移0.2～0.4mm测记右侧形变测量表15读数，直至形变测量表15读数出现峰值；操作二：通过操作界面402中的后退键将传动杆504向左退回，同样土样603每产生剪切位移0.2～0.4mm测记左侧形变测量表15读数；循环操作一和操作二直到左右某侧的剪切位移为4mm时停机，记下破坏值；

剪切结束，吸去剪切盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动施压架10与施压盖9，取出土样603，测定土样603含水率；

更换秤砣，重复试验；更换粒径，再次试验；更换土样，重新试验；就可得到全部土样的直剪试验数据。

剪应力应按下式计算：τ＝C·R

式中：τ为剪应力；C为测力计校正系数；

剪切位移按下式计算：ΔL＝20n-R

式中：ΔL为剪切位移0.01mm；n为主动轮501转数；R为形变测量表15读数；

以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力与剪切位移关系曲线，取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度；

以法向位移为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制法向位移与剪切位移关系曲线，得到土体的抗拉张特性；

以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。

本发明可测定土体特定剪切面上的抗剪强度指标，绘制出剪应力与法向应力的关系曲线、剪切变形与法向变形的关系曲线、剪应力与法向变形的关系曲线，从而可以得到土体在特定破坏面上的抗剪强度参数即内摩擦角和粘聚力以及土体的抗拉张特性。

土体的疲劳寿命与土体的剪应力τ、剪切位移ΔL有关，它们之间的关系可以用剪应力一寿命曲线(τ-N曲线)和剪切位移一寿命曲线(ΔL－Ν曲线)表示。根据试验可得其数学表达式：

τ·m·N＝c

式中：N应力循环数；

m、c材料常数。

最后，将全部数据绘制成多个折线图或波形图，从而可以更加直观地分析出土层、粒径及含水率对土样承受剪切力的影响，以模拟土体在受力环境中，不同土层内土所能承受的最大剪切力，以及取得最大值时的土粒径和含水率，为土质路基施工做技术保障。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种疲劳试验的剪切装置，包括架体(1)和剪切部(I)，所述剪切部(I)沿左右方向滑动连接于所述架体(1)上，用于固定土样(603)并剪切所述土样(603)，其特征在于，还包括：

两个形变测量部(II)，分别设置于所述剪切部(I)的左右两侧，所述两个形变测量部(II)分别固定于所述架体(1)上，用于测量所述土样(603)的形变量；

双向动力部(III)，与所述剪切部(I)连接，以使所述剪切部(I)沿左右方向向左或向右滑动。

2.如权利要求1所述的疲劳试验的剪切装置，其特征在于，所述双向动力部(III)包括：

传动件(4)，连接于所述剪切部(I)上；

动力机构(5)，与所述传动件(4)连接，用于为所述传动件(4)提供向左或向右的双向动力。

3.如权利要求2所述的疲劳试验的剪切装置，其特征在于，所述动力机构(5)包括：

动力箱(500)，固定于所述架体(1)上，所述动力箱(500)的内部设置有电机本体和减速箱，所述电机本体输出端与减速箱相连；

主动齿轮(501)，中心与所述减速箱的输出轴固定相连，以使所述主动齿轮(501)在竖直面内转动；

两个从动齿轮(502)，位于所述主动齿轮(501)的下方，与所述动力箱(500)通过转轴相铰接；

双面齿条(503)，沿左右方向连接于所述动力箱(500)内，所述主动齿轮(501)和两个从动齿轮(502)分别与其两侧齿面相啮合；

两根传动杆(504)，分别沿水平方向固连于所述双面齿条(503)的两端，且延伸出所述动力箱(500)的左右侧壁，所述传动件(4)与所述传动杆(504)连接。

4.如权利要求3所述的疲劳试验的剪切装置，其特征在于，所述传动件(4)包括：

两根连杆(403)，分别水平固连于所述传动杆(504)上；

直角弯杆(404)，两端分别垂直固连于所述两根连杆(403)上；

直杆(405)，沿竖直方向设置，一端固连于所述直角弯杆(404)上，另一端连接剪切部(I)。

5.如权利要求1所述的疲劳试验的剪切装置，其特征在于，每个所述形变测量部(II)包括：

维稳架(11)，位于所述剪切部(I)的左侧或右侧，并固定于所述架体(1)上；

两个支撑导轮(12)，分别对称设于所述维稳架(11)上下部；

剪力环(14)，固定安装于所述架体(1)上，且位于所述维稳架(11)远离所述剪切部(I)的一侧；

连接架(13)，靠近所述剪切部(I)的一侧端延伸入所述两个支撑导轮(12)之间，远离所述剪切部(I)的一侧端与所述剪力环(14)固连；

形变测量表(15)，固连于所述架体(1)上，所述形变测量表(15)的靠近所述连接架(13)的一侧端与所述连接架(13)的端面紧密接触；

受压架(17)，固定安装于所述剪力环(14)远离所述连接架(13)的一侧端。

6.如权利要求1所述的疲劳试验的剪切装置，其特征在于，所述剪切部(I)包括：

下直剪盒(6)，连接于所述架体(1)上，位于所述两个形变测量部(II)之间；

上直剪盒(8)，可拆卸连接于所述下直剪盒(6)的上端，所述下直剪盒(6)的部分空间和上直剪盒(8)之间形成盛透水石(602)和所述土样(603)的空腔体；

施压盖(9)，位于所述上直剪盒(8)的上端，为所述空腔体施加竖直向下的作用力。

7.如权利要求6所述的疲劳试验的剪切装置，其特征在于，所述架体(1)与所述下直剪盒(6)接触的端面上安装有滑轨(7)，所述滑轨(7)内均匀排布有滚动圆珠，所述滚动圆珠与所述下直剪盒(6)接触。

8.如权利要求3所述的疲劳试验的剪切装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统与所述电机本体连接。

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