一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪
本发明属于剪切力测试，具体的说是一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪。
背景技术：
1、随着土工离心模型试验技术的发展，离心模型试验在解决岩土工程问题上发挥着不可或缺的重要作用，关于复合地基上路堤、边坡的稳定问题。水泥土桩加固边坡通常以群桩的形式出现，主要承受水平向的滑坡推力作用。为了验证数值模拟的结论，根据水泥土桩加固土质边坡的受力机制，研发了水泥土桩复合地基的水平剪切模型试验设备，用于实验室模拟测试复合地基加固边坡稳定性力学参数，模型试验方法是把原型结构按一定比例缩小，变成模型结构来开展试验，并将研究结果用于原型的试验方法。
2、水泥土桩的抗剪指在相互垂直的两个面之间施加力的情况下，水泥土桩的抵抗力。
3、如公开号为cn114858620a的中国专利，公开了一种混凝土剪切力测试装置；
4、公开号为cn208568497u的中国专利，公开了一种混凝土剪切力检测装置；
5、公开号为cn116840075a的中国专利，公开了一种原位多层直剪装置及直剪试验方法。
6、其中，公开号为(cn114858620a、cn208568497u)的技术中，测试的桩体的上端面均未固定，施加压力，桩体的上端发生形变时，对测试的桩体外壁的力的方向发生变化，从而影响测试的准确度；
7、公开号cn116840075a虽然测试段桩体的上端通过压力的方式固定，但是此种固定方式，导致两个相邻的插接板之间摩擦力增加，从而影响检测的实验数据。
8、为此，本发明提供一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，包括支撑部、控制机构和检测机构；
3、支撑部包括承载支架、上检测模架、下检测模架、上固定横梁和侧封闭模板，下检测模架固定安装在承载支架的上端面，上检测模架设置在下检测模架的正上方；
4、上固定横梁贯穿上检测模架且两端与承载支架的侧壁固定连接，侧封闭模板可拆卸安装在上检测模架和下检测模架之间；
5、检测机构包括顶压板和固定安装在顶压板侧壁的压力传感器；
6、控制机构包括控制缸、安装箱和控制轴，安装箱固定安装在承载支架上，控制轴滑动安装在安装箱的内腔，且控制轴的一端与顶压板固定连接，控制缸固定安装在承载支架的外壁，控制轴的滑动通过控制缸控制。
7、优选的，安装箱的内部滑动安装有支撑杆，支撑杆的一端贯穿顶压板并弹性安装有连接套筒，侧封闭模板的外壁固定安装有供连接套筒插接的插接块，插接块与连接套筒通过销轴插接固定。
8、优选的，控制缸的活动端与控制轴远离顶压板的一端固定连接，安装箱的内壁转动安装有控制齿轮，控制轴和支撑杆的外壁均固定安装有与控制齿轮啮合的控制齿条。
9、优选的，安装箱的内部设置有容置腔，容置腔的内部转动安装有导油轴，导油轴的径向外壁开设有螺旋状的导油槽，导油轴位于控制齿轮的正下方，控制齿轮的内壁开始有供润滑油流动的导流槽。
10、优选的，导油轴的内壁通过扭簧转动安装有容置筒，控制齿轮的轴向端通过连轴与容置筒转动连接，容置筒的内腔设置有与控制齿轮轴向端固定连接的连接轴，连接轴的径向外壁弹性安装有控制棘杆，容置筒的内壁固定安装有与控制棘杆配合的控制棘齿。
11、优选的，安装箱的外壁固定安装有承载板，承载板的上端面固定安装有插接轴，插接轴的一端延伸至导油轴的内腔，插接轴的内壁弹性安装有顶压杆，导油轴的内壁固定安装有阻力斜块。
12、优选的，支撑杆为弹性材质，支撑杆的轴向一端固定安装有弹性杆，弹性杆的另一端与连接套筒固定连接；
13、支撑杆远离弹性杆的一端固定连接有安装筒，安装筒的内壁弹性安装有用于叩击支撑杆的叩击轴。
14、优选的，安装筒远离支撑杆的一端固定连接有导向杆，导向杆的外壁滑动安装有连接板，叩击轴的外壁与连接板的外壁固定连接。
15、优选的，安装筒的内壁滑动安装有控制杆，控制杆贯穿连接板，控制杆的径向外壁开设有容置槽，容置槽内弹性安装有弹性板，弹性板的外壁固定安装有用于顶压连接板的锁止块，连接板的一次开设有供锁止块滑动的滑动斜槽。
16、优选的，安装箱的外壁固定安装有伸缩缸，伸缩缸的活动端与控制杆的外壁固定连接；
17、安装箱的内壁通过扭簧转动安装有用于顶压弹性板的压力杆，压力杆的一端延伸至容置槽的内腔。
18、本发明的有益效果如下：
19、1.本发明设置承载支架、上检测模架、下检测模架、上固定横梁和侧封闭模板，上固定横梁贯穿上检测模架且两端与承载支架的侧壁固定连接，水泥土桩形成后，通过上固定横梁实现待测试水泥土桩上端的与承载支架的固定，通过上固定横梁的设置，相对于只固定测试墙体的一端，可以在检测时模拟出两端固定的剪力墙，可以在施加两个外力时，可以防止混凝土弯折导致外力的方向偏移，从而提高测试结果的准确度，适应实际使用需求，另外，相对于通过顶压插接板的方式测量，可以避免两个相邻的插接板之间摩擦力对检测数据的影响，从而进一步提高检测数据的准确度；
20、2.本发明通过设置连接板，连接板的外壁设置叩击轴，滑动控制杆带动弹性板和锁止块同步运动，直至锁止块与连接板的侧壁贴合，继续滑动控制杆通过锁止块带动连接板远离安装筒，此时弹簧存储弹性势能，然后按压弹性板，直至锁止块与连接板分离，此时弹簧释放弹性势能，带动叩击轴叩击支撑杆，实现支撑杆的叩击操作，以便于侧封闭模板的拆除，提高测试效率。
技术特征：
1.一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：包括支撑部、控制机构和检测机构；
2.根据权利要求1所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述安装箱(7)的内部滑动安装有支撑杆(8)，所述支撑杆(8)的一端贯穿所述顶压板(6)并弹性安装有连接套筒(3)，所述侧封闭模板(5)的外壁固定安装有供所述连接套筒(3)插接的插接块(10)，所述插接块(10)与所述连接套筒(3)通过销轴插接固定。
3.根据权利要求2所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述控制缸(2)的活动端与所述控制轴(12)远离所述顶压板(6)的一端固定连接，所述安装箱(7)的内壁转动安装有控制齿轮(13)，所述控制轴(12)和所述支撑杆(8)的外壁均固定安装有与所述控制齿轮(13)啮合的控制齿条。
4.根据权利要求3所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述安装箱(7)的内部设置有容置腔，所述容置腔的内部转动安装有导油轴(15)，所述导油轴(15)的径向外壁开设有螺旋状的导油槽，所述导油轴(15)位于所述控制齿轮(13)的正下方，所述控制齿轮(13)的内壁开始有供润滑油流动的导流槽(18)。
5.根据权利要求4所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述导油轴(15)的内壁通过扭簧转动安装有容置筒(19)，所述控制齿轮(13)的轴向端通过连轴与所述容置筒(19)转动连接，所述容置筒(19)的内腔设置有与所述控制齿轮(13)轴向端固定连接的连接轴(17)，所述连接轴(17)的径向外壁弹性安装有控制棘杆(20)，所述容置筒(19)的内壁固定安装有与所述控制棘杆(20)配合的控制棘齿(24)。
6.根据权利要求5所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述安装箱(7)的外壁固定安装有承载板(16)，所述承载板(16)的上端面固定安装有插接轴(23)，所述插接轴(23)的一端延伸至所述导油轴(15)的内腔，所述插接轴(23)的内壁弹性安装有顶压杆(22)，所述导油轴(15)的内壁固定安装有阻力斜块(21)。
7.根据权利要求6所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述支撑杆(8)为弹性材质，所述支撑杆(8)的轴向一端固定安装有弹性杆(14)，所述弹性杆(14)的另一端与所述连接套筒(3)固定连接；
8.根据权利要求7所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述安装筒(27)远离所述支撑杆(8)的一端固定连接有导向杆(31)，所述导向杆(31)的外壁滑动安装有连接板(29)，所述叩击轴(30)的外壁与所述连接板(29)的外壁固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述安装筒(27)的内壁滑动安装有控制杆(26)，所述控制杆(26)贯穿所述连接板(29)，所述控制杆(26)的径向外壁开设有容置槽，所述容置槽内弹性安装有弹性板(33)，所述弹性板(33)的外壁固定安装有用于顶压所述连接板(29)的锁止块(32)，所述连接板(29)的一次开设有供所述锁止块(32)滑动的滑动斜槽。
10.根据权利要求9所述的一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，其特征在于：所述安装箱(7)的外壁固定安装有伸缩缸(25)，所述伸缩缸(25)的活动端与所述控制杆(26)的外壁固定连接；
技术总结
本发明属于剪切力测试技术领域，具体的说是一种测试复合地基水平剪切承载力模型试验的大型直剪仪，包括支撑部、控制机构和检测机构；支撑部包括承载支架、上检测模架、下检测模架、上固定横梁和侧封闭模板，下检测模架固定安装在承载支架的上端面，上检测模架设置在下检测模架的正上方；上固定横梁贯穿上检测模架且两端与承载支架的侧壁固定连接，侧封闭模板可拆卸安装在上检测模架和下检测模架之间；检测机构包括顶压板和固定安装在顶压板侧壁的压力传感器；控制机构包括控制缸、安装箱和控制轴，安装箱固定安装在承载支架上，控制轴滑动安装在安装箱的内腔；通过上述结构配合提高测试结果的准确度，适应实际使用需求。
技术研发人员：许胜才,罗志佳,沈园园,张鑫,李永通,韦滨林,黄期威
受保护的技术使用者：贺州学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23