仪器组成及功能

FDJ-20型四联式非饱和土直剪仪主要由台架、气压室、剪切盒、竖向加载部件、水平剪切力加载系统、排水系统、应力和位移量测系统等部件组成。

1、剪切盒部件：由上、下两半盒组成，安装于气压室中，共有四套，连同气压室安装在同一个台架工作台面上，在手轮处用联轴器互相串联，实行联动。试验过程中，在水平推动轴的作用下，使下剪切盒按一定的剪切速率在滑槽滚珠上移动；在上剪切盒的后部装有水平荷重传感器，反力推动作用使试样承受水平剪切力。上剪切盒上装有2只定位螺钉，用作装样时剪切盒的定位，在剪切开始前应先把两只螺钉拧掉。剪切盒的下半盒底部刻设螺旋槽，螺旋槽上安设高进气值陶土板。试验过程中需要冲洗陶土板底积聚的气泡时，脱气水从底座中心进入螺旋槽，最后从螺旋槽末端流出。装样时，在试样上面放一块多孔薄铜板，用以对试样施加孔隙气压力。另外，本直剪仪在上剪切盒右端台架上安装有剪切报警装置，报警位移测杆与上剪切盒侧壁接触，剪切试验过程中，当剪切位移达到3、6、9mm时，分别采用“嘟”声报警一次，提醒试验人员注意；当剪切位移达到10mm时，自动停止剪切试验。

2、气压室部件：由上、下两半部分组成，其上半部分为可整体装卸的气压罩，下半部分为筒形金属底座，共有四套安装在同一个台架工作台面上，用来起到密封作用。其中，筒形金属底座用以安装滑轨、下剪切盒、水平推力活塞杆（位于底座左侧）和水平荷载传感器（位于底座右侧的外伸圆筒中）。可整体装卸的气压罩侧壁采用有机玻璃筒，可以随时观察试验情况，气压罩下端和顶盖采用不锈钢材料。竖向压力活塞杆穿过罩顶盖中央，活塞杆下端与竖向荷载传感器相连。水平推力活塞杆及竖向压力活塞杆与气压室之间均采用滚动隔膜密封。气压室的上、下两部分之间采用粗螺纹联结，并用O型圈密封，装卸方便。水平荷载传感器和竖向荷载传感器皆内置于气压室内，可提高量测精度。

3、变速箱部件：由步进电机和变速箱构成，变速箱设有15档剪切速率，试验时根据方案要求，可手动调节2个变速杆的位置设定试验剪切速率。

4、水平加载部件：台架工作台上共安装有四组减速箱，箱内各装有一对蜗轮和推动箱，经上级变速箱部件通过联轴器传递对下剪切盒施加水平推力。

5、竖向加载部件：采用杠杆式加荷部件，由上横梁、拉杆、下横梁、杠杆轴承座、平衡锤、吊环、砝码等组成，其作用是给试样施加竖向荷重力。

6、土工试验数据采集系统：由传感器接口箱、电缆、传感器夹具和土工试验软件组成。在四只气压罩竖向压力活塞杆下端分别装有四只荷重传感器，在4个水平加载部件上分别装有4只水平位移传感器，在4个筒形金属底座水平推力活塞杆右端分别装有4只水平荷载传感器。试验前，把传感器接口箱和试验数据采集系统相联接，试验数据由微机进行自动化采集与处理。