AS-1型十字板剪力儀
一、概 述AS-1型十字板剪力儀是用于現(xiàn)場測定飽和軟粘土的天然抗剪強(qiáng)度的儀器。對(duì)靈敏度較高的軟粘土,由于取土制樣的擾動(dòng),影響強(qiáng)度十分明顯,采用本儀器可以取得更接近實(shí)際的強(qiáng)度指標(biāo)。因本儀器是在鉆孔中測定強(qiáng)度指標(biāo),必須與鉆孔設(shè)備配套使用,一般可以試驗(yàn)30米以內(nèi)的各種深度。
二、主要技術(shù)規(guī)格
1.十字板尺寸:直徑×高度=75×150mm,及50×100mm兩種。
2.鋼環(huán)最大允許力矩:80N·m
3.力矩精度:0.55N·m
4.儀器輪廓尺寸:
上 部:長×寬×高 = 430×910×220mm
下 部:長×寬×高 = 1000×75×75mm
附件導(dǎo)桿:長×直徑 = 1040×30mm
三、主要結(jié)構(gòu)本儀器利用固定在底板上的蝸桿帶動(dòng)蝸輪,旋轉(zhuǎn)插入鉆孔內(nèi)土層中以測定土的強(qiáng)度。強(qiáng)度大小依固定在蝸輪上的開口鋼環(huán)的變形來計(jì)算,共分三個(gè)部分及附件。
1.傳動(dòng)部件:由蝸桿、蝸輪、開口鋼環(huán)、轉(zhuǎn)座、底板及固定套組成, AS-1型十字板剪力儀廠家質(zhì)量好固定套有鎖緊裝置,可以與底座鎖緊。
2.底座部件:由底座、導(dǎo)桿支圈等組成,聯(lián)接傳動(dòng)部件與鉆孔套管,底座與套管用螺紋相接(螺紋由用戶自行加工)并用制緊軸制緊。
3.板頭部件:由接桿、離合齒及十字板頭組成,板頭沿離合齒可以自由離合,板頭部件接在鉆探鉆桿上,鉆桿接在支圈上的導(dǎo)桿下端。
4.附件:包括導(dǎo)桿、特制鍵、接頭、導(dǎo)輪、扳手及率定設(shè)備。
四、使用方法
(一)使用要求:
1.儀器必須與鉆探設(shè)備配套使用,其連接部分(與套管配合的螺紋)應(yīng)先行加工 ,一般以配Φ127套管為主。
2.鉆桿要求正直不彎曲,采用外接頭并可裝置導(dǎo)輪,一般以配Φ42鉆桿為主。
3.鉆孔要求垂直,孔壁不能坍塌并用套管保護(hù),孔底殘余碎土應(yīng)盡量少。
4.在深孔中進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),應(yīng)每隔10米裝一導(dǎo)輪,以防鉆桿偏離中心,起鉆時(shí)碰壞十字板頭。
(二)操作方法:
1.將鉆孔套管壓入試驗(yàn)深度以上75厘米處,清除孔內(nèi)殘泥。
2.將板頭、接桿與鉆桿逐節(jié)接好,下入孔內(nèi)至板頭與孔底接觸,接上導(dǎo)桿,各接頭必須上緊,不得稍有松動(dòng)。
3.將搖把套在套桿上向右方徐徐轉(zhuǎn)動(dòng),使離合齒嚙合。
4.按試驗(yàn)深度,徐徐壓下鉆桿至預(yù)定深度稍高處。
5.在套管上裝好底座,并用制緊軸制緊。
6.將鉆桿壓下至導(dǎo)桿齒與支爪相合,放開支爪。
裝上上部傳動(dòng)部件,旋轉(zhuǎn)底板使導(dǎo)桿鍵槽與鋼環(huán)固定鍵槽對(duì)正,放入特制鍵,并用鎖緊裝置將固定套與底座鎖緊。將指針對(duì)準(zhǔn)任一整數(shù)刻度,裝上百分表并調(diào)零右手轉(zhuǎn)動(dòng)搖手,左手開動(dòng)秒表,每10秒鐘轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),記錄百分表讀數(shù),一般3-10分鐘即可達(dá)到破壞,再繼續(xù)進(jìn)行一分鐘,得到原狀土剪切破壞時(shí)的最大扭力值。
拔下特制鍵,套上搖把連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)6圈,使土層完全擾動(dòng),再插上特制鍵,按h,i再進(jìn)行試驗(yàn),得到重塑土破壞時(shí)的最大將導(dǎo)桿上提10-20mm,使離合齒脫離,按h,i再進(jìn)行試驗(yàn),得到軸桿與土的摩擦扭力值。卸下儀器,逐節(jié)吊起、卸下各節(jié)鉆桿,取出十字板頭并清洗擦拭,若不使用即涂油保存
(三)計(jì)算方法:
1.根據(jù)所測得的各鋼環(huán)變形讀數(shù),從曲線或鋼環(huán)變形系數(shù)求得相應(yīng)的扭力值。
2.按公式 Cu = 10 ×K ×( Pf — f ) 計(jì)算抗剪強(qiáng)度。
式中:Cu — 土的抗剪強(qiáng)度(kPa)
Pf — 剪損時(shí)扭力(N)
f — 軸桿摩擦扭力(N)
K — 與開口鋼環(huán)率定時(shí)扭力矩力臂長及十字板尺寸有關(guān)的系數(shù)(1/cm2)
K = 2 × R ∕(π×d2× h×(1 + a ∕(3×h)))
R — 力臂長 = 20cm
d — 十字板直徑 = 5.0cm及7.5cm二種
h — 十字板高度 = 10cm
K1 = 0.0437/cm2 (d=5,h=10)
K2 = 0.0181/cm2 (d=7.5,h=10)
3.為方便計(jì)以P為縱座標(biāo),CF為橫座標(biāo),繪制Cu-P關(guān)系曲線。
4.根據(jù)鋼環(huán)變形求得相應(yīng)的扭力值,由Cu-P曲線(或公式)求得相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度。
五、保養(yǎng)注意事項(xiàng)
1.儀器使用后,應(yīng)洗凈擦干,涂上黃油防銹,放在專用箱內(nèi)。
2.各桿件不得用來抬撬物體,必須保持平直。
3.各絲扣保持良好,切勿碰傷擰毛。
4.使用起子、扳手等工具必須合適,不能勉強(qiáng)代用損壞零件。
5.運(yùn)輸時(shí)避免碰撞、摔摜,箱外最好用草繩纏繞。
6.鋼環(huán)在使用前或隔一段時(shí)間可以利用附件率定設(shè)備率定一次,并與前次進(jìn)行比較,如有問題,可送廠檢查。率定時(shí)兩端荷重可以自行就地解決,以免增加儀器重量。
六、鋼環(huán)率定方法
在現(xiàn)場使用率定設(shè)備時(shí),旋加扭力之荷重須預(yù)先準(zhǔn)備,可以用砝碼、砂、石等材料,率
定順序如下:
1.將儀器底座裝在套管上,固定妥當(dāng),放上傳動(dòng)部件。
2.在底板兩邊裝上率定設(shè)備,注意方向不錯(cuò)。
3.裝上導(dǎo)桿,調(diào)整其高度適當(dāng),套上搖把,使搖把軸線高與率定裝置滑輪上端高度相 等,將尼龍繩一端穿入搖把小孔內(nèi)結(jié)牢,另端放在滑輪上,調(diào)整導(dǎo)桿使搖把與尼龍繩呈直角狀態(tài),固定傳動(dòng)部件,裝上百分表調(diào)整對(duì)零。
4.在二尼龍繩端同時(shí)掛上0.75公斤重量,記錄鋼環(huán)穩(wěn)定讀數(shù)。
5.兩端各增1.75公斤,再記其讀數(shù)。
6.兩端以后逐級(jí)加重2.5公斤,并記其讀數(shù),至每端總重20公斤為止,穩(wěn)定數(shù)分鐘。
7.依次逐級(jí)退荷,并在穩(wěn)定后記錄量表讀數(shù)。
8.重復(fù)上述 4~7 。