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直剪儀儀器結構及原理科普

2025-01-03 [269]

  直剪儀是一種用于測量土壤抗剪強度的實驗設備,廣泛應用于土木工程、巖土工程和地質科學等領域。儀器通過直接剪切試驗來測定土壤在固定剪切面上的抗剪強度,從而評估土壤的穩(wěn)定性和承載能力。

  直剪儀儀器結構:

  1.整體框架:整體框架是支撐整個儀器的基礎結構,通常由堅固的金屬材料制成,確保儀器的穩(wěn)定性和耐用性。

  2.剪切盒:剪切盒分為上下兩個部分,用于容納和固定土壤試樣。上剪切盒與下剪切盒之間通過滾珠或軸承接觸,以減少摩擦并允許平滑的相對運動。

  3.垂直加載系統(tǒng):垂直加載系統(tǒng)通常包括液壓千斤頂和垂直荷載傳感器,用于對土壤試樣施加預定的垂直壓力,模擬土壤層上方的重力作用。

  4.水平加載系統(tǒng):水平加載系統(tǒng)由電機、減速器和水平荷載傳感器組成,用于對土壤試樣施加水平剪切力,直至試樣發(fā)生破壞。

  5.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):現(xiàn)代直剪儀配備有精密的測量系統(tǒng)和計算機控制單元,能夠實時監(jiān)測并記錄剪切力和位移的變化,提供準確的剪切強度參數(shù)。

  6.限位開關:限位開關用于保護儀器不誤動作,并在達到預設的剪切位移時自動停機,防止過載損壞。

  直剪儀儀器原理:

  1.施加豎向壓力:將土壤試樣放入剪切盒中,并施加預定的垂直壓力,模擬土壤層上方的重力作用。

  2.施加水平推力:通過水平加載系統(tǒng)對土壤試樣施加水平推力,使試樣沿固定的剪切面產(chǎn)生剪切位移。

  3.測量剪切力:隨著水平推力的增大,土壤試樣逐漸發(fā)生剪切破壞。在此過程中,測量系統(tǒng)記錄下剪切力和位移的變化。

  4.計算抗剪強度:根據(jù)庫侖定律,利用測量到的剪切力和位移數(shù)據(jù),計算出土壤的抗剪強度參數(shù),如內摩擦角和凝聚力。
 

 

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