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流變直剪儀的工作原理和使用細節
點擊次數：508 更新時間：2025-11-07
流變直剪儀是一種用于測定土體抗剪強度及流變特性的專業儀器，結合了傳統直剪儀的功能與智能化流變分析技術，可進行應力控制下的蠕變、應力松弛等長期力學行為研究。其核心原理基于庫侖定律，通過施加不同正應力和剪切力，測量土樣的破壞剪應力，進而計算內摩擦角和黏聚力。
一、工作原理
剪切機制：將土樣置于上下剪切盒之間，通過傳壓板施加垂直壓力后，對下盒施加水平推力，使試樣沿預定界面發生剪切位移直至破壞。
自動化控制：采用伺服電機或氣動驅動系統，配合高精度傳感器(如光柵位移傳感器、荷重傳感器)，實現閉環控制。
流變實驗支持：在恒定剪切力或應變條件下，實時監測土樣隨時間變化的變形特征，獲取長期強度參數。
二、使用細節
試樣制備與安裝
試樣規格：標準尺寸為100mm×100mm×100mm或150mm×150mm×100mm，需分層壓實并控制含水率。
透水石放置：在剪切盒底部放置透水石，并覆蓋濾紙，確保排水通暢。
對準與固定：調節傳壓板螺釘，使框架傳壓螺釘對準鋼球中心，避免偏心加載。
設備調試與校準
氣密性檢測：連接氣管后充至0.2MPa壓力，保壓10分鐘無泄漏方可使用。
杠桿平衡調整：旋轉平衡錘使杠桿自重平衡，緊固螺母后移除額外配重。
量程標定：定期校驗量力環率定值，確保誤差≤1%FS。
試驗流程
垂直加載：按工程需求施加法向力，待沉降穩定后開始剪切。
剪切模式選擇：應變控制式以0.01~2.4mm/min勻速推進，記錄峰值剪應力；應力控制式維持恒定荷載，觀測變形發展。
數據采集頻率：建議每0.5mm位移增量記錄一次數據，峰值出現后繼續測讀至殘余強度階段。
特殊功能擴展
非飽和土試驗：更換專用密封腔組件，集成真空抽氣裝置控制基質吸力。
多聯并行測試：四聯機型可同步開展對比實驗，提升效率。
流變直剪儀憑借精準的控制系統以及靈活的擴展能力，成為現代巖土工程研究中的工具。實際操作中需嚴格遵循規范流程，結合具體土質條件優化試驗方案，才能充分發揮儀器效能。
