一種箱式取樣剪切強度測試裝置制造方法及圖紙

本文公布了一種箱式取樣剪切強度測試裝置，設置有設備支架、驅動機構、定位機構、控制機構；其中，所述設備支架設置有容納待測箱式取樣器的空腔，所述設備支架的上表面設置為放置所述定位機構；所述驅動機構設置在所述定位機構上，所述驅動機構設置有十字板測試組件，所述十字板測試組件設置為插入到待測粘土并測量其剪切強度；所述控制機構設置有控制電路，所述控制機構設置為輸出啟動測試指令給所述驅動機構，并設置為實時讀取所述十字板測試組件的轉角值和對應的扭矩值；本發明專利技術涉及但不限于粘土測試設備，應用本發明專利技術能夠有效克服現有技術中存在的缺陷，能夠實現高含水量的軟弱粘土的剪切強度測試，能夠有效保證最終測試結果的精度。

【技術實現步驟摘要】

本申請涉及但不限于粘土測試設備，尤其是一種箱式取樣剪切強度測試裝置。
技術介紹
現有技術中，十字板剪切試驗，是一種用十字板測定飽和軟粘性土不排水抗剪強度和靈敏度的試驗，其屬于原狀強度測試中的一種；具體將十字板頭由鉆孔壓入孔底軟土中，以均勻的速度轉動，通過一定的測量系統，測得其轉動時所需之力矩，直至土體破壞，從而計算出土的抗剪強度。上述具體測試過程中，待測粘性土需提供足夠的支撐反力，才能保證測試順利進行。目前，在海洋深水環境下，淺土層均為高含水量的軟弱粘土，該類土的剪切強度是深水巖土工程勘察中一個需要確定的重要力學指標。然而，上述剪切強度的具體測試過程中，淺層軟弱粘土的抗剪強度并不能夠為常規原位十字板剪切試驗的測試裝備提供足夠的支撐反力；因此，現有技術中的十字板剪切實驗設備并不能夠實現上述淺土層的剪切強度測量。基于此，本領域的技術人員也嘗試通過其他方式測量上述高含水量的軟弱粘土；具體通過塑料管從箱式取樣器中套取一定管柱的待測粘土，通過塑料管的管壁限制粘土以避免產生大范圍的流動，進而在塑料管內測得上述待測粘土的剪切強度；上述測試過程為存在有如下缺點：測試為人工逐點測試，且僅能記錄剪切強度的峰值，不能實現連續追蹤測試；測試為豎直定向測試，不能實現水平定位，以及不能實現同一平面的多點測試，測試結果誤差大；塑料管的管柱取樣操作涉及有二次取樣操作，對待測粘土的擾動性大，影響最終測試結果的準確性。
技術實現思路
本申請解決的技術問題是提供一種箱式取樣剪切強度測試裝置，能夠有效克服現有技術中存在的缺陷，能夠實現高含水量的軟弱粘土的剪切強度測試，能夠有效保證最終測試結果的精度。為解決上述技術問題，本申請提供了一種箱式取樣剪切強度測試裝置，設置有設備支架、驅動機構、定位機構、控制機構；其中，所述設備支架設置有容納待測箱式取樣器的空腔，所述設備支架的上表面設置為放置所述定位機構；所述驅動機構設置在所述定位機構上，所述驅動機構設置有十字板測試組件，所述十字板測試組件設置為插入到待測粘土并測量其剪切強度；所述定位機構設置有水平定位結構和豎直定位結構，所述水平定位結構設置為，實現所述十字板測試組件在所述待測箱式取樣器中的水平定位；所述豎直定位結構設置為，實現所述十字板測試組件在所述待測箱式取樣器中的豎直定位；所述控制機構設置有控制電路，所述控制機構設置為輸出啟動測試指令給所述驅動機構，并設置為實時讀取所述十字板測試組件的轉角值和對應的扭矩值。上述箱式取樣剪切強度測試裝置，還可具有如下特點，所述設備支架設置為鋼架結構，所述鋼架結構的上表面設置為放置所述定位機構，所述鋼架結構的中間腔體設置為容納待測箱式取樣器；測試過程中，所述驅動機構設置為，通過所述定位機構，沿所述鋼架結構的上表面，進入所述中間腔體放置的待測箱式取樣器中。上述箱式取樣剪切強度測試裝置，還可具有如下特點，所述設備支架設置有調平結構，所述調平結構設置為調平螺栓，所述調平結構設置在所述鋼架結構的底部。上述箱式取樣剪切強度測試裝置，還可具有如下特點，所述驅動機構設置有驅動電機，所述十字板測試組件設置有連桿、十字板；其中，所述連桿的頂端設置為連接所述驅動電機的輸出軸端，所述連桿的底端設置為連接所述十字板；所述驅動電機的正轉設置為測試粘土的原狀剪切強度、擾動強度，所述驅動電機的正反轉設置為擾動待測試粘土并獲取擾動土樣。上述箱式取樣剪切強度測試裝置，還可具有如下特點，所述驅動電機設置為安裝在所述定位機構的豎直定位結構中，并設置為帶動所述十字板測試組件，隨同所述定位機構進行定位操作。上述箱式取樣剪切強度測試裝置，還可具有如下特點，所述十字板測試組件設置有傳感器，所述傳感器設置為實時檢測所述十字板所受扭矩值并輸送給所述控制電路；所述控制電路設置為，接收存儲所述傳感器的檢測扭矩值，并顯示于所述控制電路所連接的顯示器上。上述箱式取樣剪切強度測試裝置，還可具有如下特點，所述水平定位結構設置有相互垂直的第一導軌組和第二導軌組，所述第一導軌組設置在所述設備支架的上表面，所述第二導軌組設置在所述第一導軌組的上方，所述第一導軌組、第二導軌組均設置有兩個平行設置的單軌；所述第二導軌組的下表面設置有第一滑槽，所述第一滑槽設置為套設安裝所述第一導軌組，并設置為引導所述第二導軌組，沿所述第一導軌組滑動；所述第二導軌組的上表面設置有支撐板，所述支撐板設置為連接支撐所述豎直定位結構；所述支撐板的下表面設置為第二滑槽，所述第二滑槽設置為套設安裝所述第二導軌組，并設置為引導所述支撐板，沿所述第二導軌組滑動；所述第一滑槽與所述第二滑槽的側面均設置有鎖緊螺母，所述鎖緊螺母的擰緊設置為固定所述第二導軌組以及所述支撐板的水平位置。上述箱式取樣剪切強度測試裝置，還可具有如下特點，所述豎直定位結構設置有第三導軌組和定位圓盤，所述定位圓盤的轉軸處設置有齒輪結構，所述第三導軌組相應設置有齒條結構；所述定位圓盤的
轉動動作，設置為通過齒輪齒條配合，實現沿所述第三導軌組的豎直滑動動作；所述定位圓盤與所述第三導軌組之間設置有滑套；所述滑套設置為，套設在所述第三導軌組外側，連接所述定位圓盤，限制所述定位圓盤脫離所述第三導軌組，以及隨同所述定位圓盤豎直滑動；所述滑套的外側還連接有電機托板，所述電機托板設置為安裝所述驅動機構的驅動電機；所述第三導軌組還設置有數值標尺，所述豎直標尺設置在驅動電機一側，所述豎直標尺設置為觀測所述驅動機構的下降距離。本申請上述技術方案具有如下有益效果：本專利技術提供的上述技術方案，能夠有效解決陸上常規十字板剪切裝置無法直接測試深水淺層軟弱粘土不排水抗剪強度的缺陷；通過將箱式取樣器直接置于裝置底部，能夠實現直接對箱中待測軟粘土進行測試，能夠有效規避現有十字板剪切強度測試方法中需用取樣管進行“二次取樣”的步驟，減小土樣的擾動，使測試結果更為真實地反映軟粘土在海床中力學狀態；通過轉角-強度曲線圖形實時顯示軟弱粘土的強度隨轉角的變化過程，使得測試結果更加直觀，并能夠得出連續的變化過程，為后期的監測分析提供全面的數據。另外，除了能夠進行海洋深水的剪切強度試驗外，本申請還可以進行軟弱粘土的靈敏度和觸變性試驗，能夠有效提高本申請的適用廣泛性：并能夠通過在完成原狀強度測試后，控制電機勻速轉動使軟弱粘土完全擾動，并進行相應的擾動強度，能夠有效地規避人工擾動土樣導致測試數據離散性大、測試結果不客觀的缺陷。本申請的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術實施例而了解。本申請的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。附圖說明附圖用來提供對本申請技術方案的進一步理解，并且構成說明書的一部
分，與本申請的實施例一起用于解釋本申請的技術方案，并不構成對本申請技術方案的限制。圖1為本專利技術實施例的結構示意圖一；圖2為本專利技術實施例的結構示意圖二；圖3為本專利技術實施例的結構示意圖三；圖4為本專利技術實施例的剪應力隨轉角變化曲線示意圖。具體實施方式下文中將結合附圖對本申請的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。結合圖1、圖2以及圖3所示，本專利技術實施例提供了一種箱式取樣剪切強度測本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種箱式取樣剪切強度測試裝置，其特征在于，設置有設備支架、驅動機構、定位機構、控制機構；其中，所述設備支架設置有容納待測箱式取樣器的空腔，所述設備支架的上表面設置為放置所述定位機構；所述驅動機構設置在所述定位機構上，所述驅動機構設置有十字板測試組件，所述十字板測試組件設置為插入到待測粘土并測量其剪切強度；所述定位機構設置有水平定位結構和豎直定位結構，所述水平定位結構設置為，實現所述十字板測試組件在所述待測箱式取樣器中的水平定位；所述豎直定位結構設置為，實現所述十字板測試組件在所述待測箱式取樣器中的豎直定位；所述控制機構設置有控制電路，所述控制機構設置為輸出啟動測試指令給所述驅動機構，并設置為實時讀取所述十字板測試組件的轉角值和對應的扭矩值。

【技術特征摘要】
1.一種箱式取樣剪切強度測試裝置，其特征在于，設置有設備支架、驅動機構、定位機構、控制機構；其中，所述設備支架設置有容納待測箱式取樣器的空腔，所述設備支架的上表面設置為放置所述定位機構；所述驅動機構設置在所述定位機構上，所述驅動機構設置有十字板測試組件，所述十字板測試組件設置為插入到待測粘土并測量其剪切強度；所述定位機構設置有水平定位結構和豎直定位結構，所述水平定位結構設置為，實現所述十字板測試組件在所述待測箱式取樣器中的水平定位；所述豎直定位結構設置為，實現所述十字板測試組件在所述待測箱式取樣器中的豎直定位；所述控制機構設置有控制電路，所述控制機構設置為輸出啟動測試指令給所述驅動機構，并設置為實時讀取所述十字板測試組件的轉角值和對應的扭矩值。2.根據權利要求1所述的箱式取樣剪切強度測試裝置，其特征在于，所述設備支架設置為鋼架結構，所述鋼架結構的上表面設置為放置所述定位機構，所述鋼架結構的中間腔體設置為容納待測箱式取樣器；測試過程中，所述驅動機構設置為，通過所述定位機構，沿所述鋼架結構的上表面，進入所述中間腔體放置的待測箱式取樣器中。3.根據權利要求2所述的箱式取樣剪切強度測試裝置，其特征在于，所述設備支架設置有調平結構，所述調平結構設置為調平螺栓，所述調平結構設置在所述鋼架結構的底部。4.根據權利要求1所述的箱式取樣剪切強度測試裝置，其特征在于，所述驅動機構設置有驅動電機，所述十字板測試組件設置有連桿、十字板；其中，所述連桿的頂端設置為連接所述驅動電機的輸出軸端，所述連桿的底端設置為連接所述十字板；所述驅動電機的正轉設置為測試粘土的原狀
\t剪切強度、擾動強度，所述驅動電機的正反轉設置為擾動待測試粘土并獲取擾動土樣。5.根據權利要求4所述的箱式取樣剪切強度測試裝置，其特征在于，所述驅動電機設置為安裝在所述定位機構的豎直定位結構中，并設置為帶動所述十字板測試組件，隨...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周楊銳，周松望，王建華，劉劍濤，蔣正波，蔣寶凡，沈志明，戴少軍，張照玉，胡曉明，
申請(專利權)人：中國海洋石油總公司，中海油田服務股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11