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直剪試驗儀（直接剪切試驗儀）是巖土工程中用于測定土體抗剪強度的常用設備，其結(jié)構(gòu)設計和功能實現(xiàn)依賴于剪切盒、垂直加荷系統(tǒng)、測力環(huán)和水平加荷系統(tǒng)等核心部件。
一、直剪試驗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。通常由上下兩個剛性盒組成，通過相對位移產(chǎn)生剪切面。
結(jié)構(gòu)設計：
材質(zhì)：不銹鋼或高強度合金，防止變形和腐蝕；
尺寸：標準剪切盒面積（根據(jù)土樣特性選擇）；
透水性：盒壁設有透水孔（可控制排水條件，如固結(jié)快剪、慢剪試驗）。
關鍵功能：
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；
砝碼分級加載，可實現(xiàn)多級法向壓力試驗。
技術特點：
精準加載：杠桿比固定，壓力與砝碼質(zhì)量成線性關系；
穩(wěn)定性：機械結(jié)構(gòu)避免液壓系統(tǒng)漏油或氣壓波動導致的壓力不穩(wěn)定。
3.直剪試驗儀測力環(huán)（或壓力傳感器）
作用：
測量剪切過程中土樣產(chǎn)生的抗剪力（τ），計算抗剪強度參數(shù)。
工作原理：
機械式測力環(huán)：通過彈性環(huán)變形量換算力值（需預先標定）；
電子式傳感器：直接輸出電信號，實時顯示剪切力。
技術特點：
量程需覆蓋土樣抗剪強度范圍；
定期校準以確保測量精度。
4.水平向電動加荷系統(tǒng)
作用：
以恒定速率推動剪切盒，模擬土體在法向壓力下的剪切破壞過程。
工作原理：
電機驅(qū)動齒輪或螺桿，推動剪切盒相對位移；
部分儀器支持手動與自動切換，適應不同試驗需求。
技術特點：
勻速控制：避免速率過快導致應力集中或過慢引起土樣固結(jié)；
位移保護：到達設定剪切位移后自動停機（如位移限值為10mm）。
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