【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及巖土力學檢測，特別是涉及一種動態激振式環剪儀。
技術介紹
1、樁基礎是建筑、橋梁、港口碼頭、海洋風電等陸域和水域建構筑物廣泛使用的基礎形式。樁基礎在承受上部樁頭豎向荷載時，樁和樁周土體之間產生相對位移或位移趨勢，使得樁側摩擦阻力發揮作用，進而將樁頭荷載逐漸向樁周土體傳遞。由此可見，樁側摩阻力是單樁承載力的重要組成部分，如何確定樁土之間界面剪切性狀是設計的關鍵問題，也是研究樁基承載力和沉降的重要力學問題。
2、動態激振式環剪儀作為一種測定土體在大剪切位移條件下力學特性的土工試驗設備，常用于樁土之間界面剪切性狀檢測，常規的環剪試驗即在試驗過程中，保持試樣剪切面面積不變，在連續的位移下發生大變形剪切，試驗時，通過對環形試樣加載豎向壓力以及扭轉剪力，獲得巖土的抗剪強度，從而得出其在位移發生變化時的相應規律。
3、常規動態激振式環剪儀只可以對樁體單面進行剪切試驗，而且是在連續扭轉剪力作用下，而實際的動力沉樁主要采用沖擊沉樁和振動沉樁兩種方式，樁體受到的是沖擊力和激振力，并不是連續扭轉剪力，同時，樁體在下沉過程由于土塞的原因，樁體內壁和外壁所受壓力并不相同。由于常規動態激振式環剪儀難以模擬實際動力沉樁過程，造成樁土之間界面剪切性狀檢測結果不準確。
4、因此，研制一種用于動力沉樁樁土界面剪切特性室內試驗的樁體雙面不同壓力作用的大型界面動態激振式環剪儀十分必要。
技術實現思路
1、針對以上現有技術存在的缺陷，本專利技術提供一種動態激振式環剪儀，以實
2、本專利技術采用以下技術方案實現：
3、一種動態激振式環剪儀，包括：
4、樁體組件，包括環形樁體、內環形板和外環形板，所述內環形板與所述環形樁體內側連接，所述外環形板與所述環形樁體外側連接；
5、豎向支撐裝置，包括具有夾持空間的夾持組件，所述內環形板和外環形板由所述夾持空間進行上下夾持，且所述內環形板、外環形板與夾持組件之間的接觸為滾動接觸，所述樁體組件能在所述夾持空間內水平轉動；
6、剪切盒組件，包括用于放置待測樣品的上剪切盒及下剪切盒，所述上剪切盒放置于所述環形樁體的上表面，所述下剪切盒放置于所述環形樁體的下表面；
7、豎向荷載裝置，包括用于向所述上剪切盒施加豎直方向壓力的豎向向下加載組件及用于向所述下剪切盒施加豎直方向壓力的豎向向上加載組件；
8、激振裝置，用于向所述樁體組件施加垂直于豎直方向的沖擊力或向所述樁體組件施加振動力。
9、進一步地，所述激振裝置包括環形軌道、第一連接桿及激振器，所述環形軌道位于所述樁體組件的外圍，所述環形軌道外側通過所述第一連接桿與所述豎向支撐裝置連接，所述激振器與所述環形軌道滑動連接，所述外環形板外側壁設有荷載板，所述激振器用于向所述荷載板施加沖擊力或振動力。
10、進一步地，所述荷載板上設有力傳感器，所述激振器上與所述荷載板相對的面設有激光測距儀。
11、進一步地，還包括用于檢測所述樁體組件轉動角度的角位移傳感器。
12、進一步地，所述激振裝置還包括滑輪及第二連接桿，所述環形軌道的內側設有環形滑槽，所述第二連接桿一端與所述激振器連接，所述第二連接桿另一端與所述滑輪連接，所述滑輪滑接于所述環形滑槽內。
13、進一步地，所述豎向荷載裝置還包括兩個第一豎向立柱、兩個第二豎向立柱、上部豎向位移計以及下部豎向位移計，所述兩個第一豎向立柱的上端活動連接有第一橫桿，兩個第二豎向立柱的下端活動連接有第二橫桿，所述豎向向下加載組件上端與所述第一橫桿的中部連接，所述豎向向下加載組件下端與所述上剪切盒的頂部接觸，所述豎向向上加載組件下端與所述第二橫桿的中部連接，所述豎向向上加載組件上端與所述下剪切盒的底部接觸，所述上部豎向位移計豎向設置且其頂端通過第一連接板與所述第一豎向立柱連接，所述下部豎向位移計豎向設置且其底端通過第二連接板與所述第二豎向立柱連接。
14、進一步地，所述夾持組件包括兩個上下相對設置的內側固定件及兩個上下相對設置的外側固定件，所述內側固定件位于所述外側固定固件的內部，所述內側固定件的外側面與所述外側固定固件的內側面之間圍合成環形通道，所述內環形板的上下表面由兩個內側固定件進行夾持，所述外環形板的上下表面由兩個外側固定件進行夾持，所述環形樁體位于所述環形通道內。
15、進一步地，兩個內側固定件均具有內側環形固定槽，兩個外側固定件均具有外側環形固定槽，所述內側環形固定槽及外側環形固定槽內部均設有用于與內環形板和外環形板的表面相滾動接觸的滾動體。
16、進一步地，所述豎向支撐裝置還包括多根下支撐桿及多根提升立桿，各所述下支撐桿的頂部與所述夾持組件的底部連接，各所述提升立桿的下端與所述夾持組件的頂部連接。
17、進一步地，還包括豎直設置的支撐軸，所述支撐軸頂部設有套環，所述套環外周沿其圓周方向設有多個連桿，各所述連桿遠離所述套環的一端均轉動設置有轉輪，所述內環形板設有中心通孔，所述中心通孔的孔壁設有環形槽，所述支撐軸延伸至所述中心通孔的圓心位置，且所述轉輪與所述環形槽滾動連接。
18、與現有技術相比，本專利技術的有益效果至少包括：
19、本專利技術通過豎向向下加載組件對上剪切盒施加豎直方向壓力，豎向向上加載組件對下剪切盒施加豎直方向壓力，實現對環形樁體的雙面法向應力的施加，以便于研究樁體在不同法向壓力的作用下的變化，有利于研究需要。通過激振裝置對樁體組件施加沖擊力或振動力，能準確模擬現實中樁體在沖擊沉樁過程或振動沉樁過程中的受力情況，以便于研究樁體在不同沖擊力、振動力的作用下的變化；相比傳統環剪儀只能對樁體進行單面剪切試驗，本專利技術巧妙通過樁體組件與夾持組件的配合設計，利用激振裝置施加沖擊力或振動力給樁體組件，促使樁體組件發生水平轉動，實現環形樁體同時與上下剪切盒內的土樣結合面產生變化，達到樁體雙面環向剪切試驗。
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1.一種動態激振式環剪儀，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述激振裝置(50)包括環形軌道(51)、第一連接桿(52)及激振器(53)，所述環形軌道(51)位于所述樁體組件(20)的外圍，所述環形軌道(51)外側通過所述第一連接桿(52)與所述豎向支撐裝置(10)連接，所述激振器(53)與所述環形軌道(51)滑動連接，所述外環形板(23)外側壁設有荷載板(25)，所述激振器(53)用于向所述荷載板(25)施加沖擊力或振動力。
3.根據權利要求2所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述荷載板(25)上設有力傳感器(26)，所述激振器(53)上與所述荷載板(25)相對的面設有激光測距儀(54)。
4.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，還包括用于檢測所述樁體組件(20)轉動角度的角位移傳感器(39)。
5.根據權利要求2所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述激振裝置(50)還包括滑輪(55)及第二連接桿(56)，所述環形軌道(51)的內側設有環形滑槽(57)，所述第二連接桿(56
6.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述豎向荷載裝置(30)還包括兩個第一豎向立柱(33)、兩個第二豎向立柱(34)、上部豎向位移計(37)以及下部豎向位移計(38)，所述兩個第一豎向立柱(33)的上端活動連接有第一橫桿(35)，兩個第二豎向立柱(34)的下端活動連接有第二橫桿(36)，所述豎向向下加載組件(31)上端與所述第一橫桿(35)的中部連接，所述豎向向下加載組件(31)下端與所述上剪切盒(60)的頂部接觸，所述豎向向上加載組件(32)下端與所述第二橫桿(36)的中部連接，所述豎向向上加載組件(32)上端與所述下剪切盒(70)的底部接觸，所述上部豎向位移計(37)豎向設置且其頂端通過第一連接板與所述第一豎向立柱(33)連接，所述下部豎向位移計(38)豎向設置且其底端通過第二連接板與所述第二豎向立柱(34)連接。
7.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述夾持組件包括兩個上下相對設置的內側固定件(11)及兩個上下相對設置的外側固定件(12)，所述內側固定件(11)位于所述外側固定固件的內部，所述內側固定件(11)的外側面與所述外側固定固件的內側面之間圍合成環形通道(13)，所述內環形板(22)的上下表面由兩個內側固定件(11)進行夾持，所述外環形板(23)的上下表面由兩個外側固定件(12)進行夾持，所述環形樁體(21)位于所述環形通道(13)內。
8.根據權利要求7所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，兩個內側固定件(11)均具有內側環形固定槽，兩個外側固定件(12)均具有外側環形固定槽，所述內側環形固定槽及外側環形固定槽內部均設有用于與內環形板(22)和外環形板(23)的表面相滾動接觸的滾動體(14)。
9.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述豎向支撐裝置(10)還包括多根下支撐桿(15)及多根提升立桿(16)，各所述下支撐桿(15)的頂部與所述夾持組件的底部連接，各所述提升立桿(16)的下端與所述夾持組件的頂部連接。
10.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，還包括豎直設置的支撐軸(41)，所述支撐軸(41)頂部設有套環(42)，所述套環(42)外周沿其圓周方向設有多個連桿(43)，各所述連桿(43)遠離所述套環(42)的一端均轉動設置有轉輪(44)，所述內環形板(22)設有中心通孔(27)，所述中心通孔(27)的孔壁設有環形槽(28)，所述支撐軸(41)延伸至所述中心通孔(27)的圓心位置，且所述轉輪(44)與所述環形槽(28)滾動連接。
...【技術特征摘要】
1.一種動態激振式環剪儀，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述激振裝置(50)包括環形軌道(51)、第一連接桿(52)及激振器(53)，所述環形軌道(51)位于所述樁體組件(20)的外圍，所述環形軌道(51)外側通過所述第一連接桿(52)與所述豎向支撐裝置(10)連接，所述激振器(53)與所述環形軌道(51)滑動連接，所述外環形板(23)外側壁設有荷載板(25)，所述激振器(53)用于向所述荷載板(25)施加沖擊力或振動力。
3.根據權利要求2所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述荷載板(25)上設有力傳感器(26)，所述激振器(53)上與所述荷載板(25)相對的面設有激光測距儀(54)。
4.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，還包括用于檢測所述樁體組件(20)轉動角度的角位移傳感器(39)。
5.根據權利要求2所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述激振裝置(50)還包括滑輪(55)及第二連接桿(56)，所述環形軌道(51)的內側設有環形滑槽(57)，所述第二連接桿(56)一端與所述激振器(53)連接，所述第二連接桿(56)另一端與所述滑輪(55)連接，所述滑輪(55)滑接于所述環形滑槽(57)內。
6.根據權利要求1所述的動態激振式環剪儀，其特征在于，所述豎向荷載裝置(30)還包括兩個第一豎向立柱(33)、兩個第二豎向立柱(34)、上部豎向位移計(37)以及下部豎向位移計(38)，所述兩個第一豎向立柱(33)的上端活動連接有第一橫桿(35)，兩個第二豎向立柱(34)的下端活動連接有第二橫桿(36)，所述豎向向下加載組件(31)上端與所述第一橫桿(35)的中部連接，所述豎向向下加載組件(31)下端與所述上剪切盒(60)的頂部接觸，所述豎向向上加載組件(32)下端與所述第二橫桿(36)的中部連接，所述豎向向上加載組件(32...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張博，呂述暉，蘇世定，吳佳琪，
申請(專利權)人：中交第四航務工程局有限公司，
類型：發明
國別省市：
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