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直剪試驗(yàn)儀（直接剪切試驗(yàn)儀）是巖土工程中用于測(cè)定土體抗剪強(qiáng)度的常用設(shè)備，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)依賴于剪切盒、垂直加荷系統(tǒng)、測(cè)力環(huán)和水平加荷系統(tǒng)等核心部件。
一、直剪試驗(yàn)儀核心組成部分與功能：
1.剪切盒
作用：
容納土樣并模擬剪切破壞過程。通常由上下兩個(gè)剛性盒組成，通過相對(duì)位移產(chǎn)生剪切面。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
材質(zhì)：不銹鋼或高強(qiáng)度合金，防止變形和腐蝕；
尺寸：標(biāo)準(zhǔn)剪切盒面積（根據(jù)土樣特性選擇）；
透水性：盒壁設(shè)有透水孔（可控制排水條件，如固結(jié)快剪、慢剪試驗(yàn)）。
關(guān)鍵功能：
固定土樣并傳遞法向壓力和剪切力；
通過位移傳感器監(jiān)測(cè)剪切位移（部分儀器配備）。
2.杠桿式垂直加荷系統(tǒng)
作用：
為土樣施加法向壓力（σ），模擬土體在不同壓實(shí)狀態(tài)下的受力條件。
工作原理：
通過杠桿原理放大砝碼重量，產(chǎn)生穩(wěn)定的法向壓力；
砝碼分級(jí)加載，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)法向壓力試驗(yàn)。
技術(shù)特點(diǎn)：
精準(zhǔn)加載：杠桿比固定，壓力與砝碼質(zhì)量成線性關(guān)系；
穩(wěn)定性：機(jī)械結(jié)構(gòu)避免液壓系統(tǒng)漏油或氣壓波動(dòng)導(dǎo)致的壓力不穩(wěn)定。
3.直剪試驗(yàn)儀測(cè)力環(huán)（或壓力傳感器）
作用：
測(cè)量剪切過程中土樣產(chǎn)生的抗剪力（τ），計(jì)算抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
工作原理：
機(jī)械式測(cè)力環(huán)：通過彈性環(huán)變形量換算力值（需預(yù)先標(biāo)定）；
電子式傳感器：直接輸出電信號(hào)，實(shí)時(shí)顯示剪切力。
技術(shù)特點(diǎn)：
量程需覆蓋土樣抗剪強(qiáng)度范圍；
定期校準(zhǔn)以確保測(cè)量精度。
4.水平向電動(dòng)加荷系統(tǒng)
作用：
以恒定速率推動(dòng)剪切盒，模擬土體在法向壓力下的剪切破壞過程。
工作原理：
電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪或螺桿，推動(dòng)剪切盒相對(duì)位移；
部分儀器支持手動(dòng)與自動(dòng)切換，適應(yīng)不同試驗(yàn)需求。
技術(shù)特點(diǎn)：
勻速控制：避免速率過快導(dǎo)致應(yīng)力集中或過慢引起土樣固結(jié)；
位移保護(hù)：到達(dá)設(shè)定剪切位移后自動(dòng)停機(jī)（如位移限值為10mm）。
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