发明专利名称：双杠杆加载原位土直剪仪

专利权：中国科学院地质与地球物理研究所，李晓，，张年学，李守定

专利号：ZL00410037718.4

技术领域    土力学试验技术领域

背景技术    现有的土力学原位剪切试验主要有两种：一种是十字板剪切试验；另外一种是现场土体大型推剪试验。十字板剪切试验是用不锈钢的矩形十字板或倒角十字板压进钻孔底（或是地面）的粘土中，在十字板上作用一个力矩，使十字板发生转动，土体发生剪切破坏，根据十字板直径、高度与转距计算完全饱和粘土的不排水抗剪强度τ_f，但是不能测出土体粘聚力C、摩擦角φ值。

现场土体大型推剪试验没有固定标准的设备，一般使用液压泵、千斤顶、木板、钢板等，法向压力装置常采用反力架或试坑支反力梁。该方法能够得出土体粘聚力C、摩擦角φ值，但缺点是经费、时间和人工耗费较多，设备笨重，操作性不强。

总之，上述目前两种土力学原位试验的两种方法，前者只能测试饱和软粘土的不排水抗剪强度，但不能测出土体粘聚力C、摩擦角φ值；后者测试设备笨重，费时费力，操作性较差。两种方法均不能满足大量精确的土力学原位试验要求。

发明内容    提供一种简便且精确的野外双杠杆加载原位土体直剪仪。使用环刀切样，采用双杠杆系统施加法向力，支于滑轮架上的双杠杆施压系统能在试样发生剪切位移时保证法向力的垂直，且法向力施加均匀；采用单杠杆加螺杆系统施加切向力，与环刀外拉力环相连的滑轮能保证单杠杆加螺杆系统施加剪切力方向水平，且切向力连续平稳。法向加力系统无需反力系统，杠杆长度小，所需砝码重量轻。切向加力系统只用人力，加力平稳，操作性强。法向加力系统和切向加力系统均采用装配式，便于野外操作。这种试验装置能够进行原位土的快剪，排水固结快剪与慢剪试验，且简便精确、操作性强。

附图说明   1：环刀；2：试件；3：顶部带轴的试件法向压力盖；4：套在环刀外带上下移动小轮的拉力环；5：位于环刀与拉力环间的应力计；6：百分表或千分表；7：两端带转轴孔钢拉杆；8：一级法向压力杠杆；9：二级增益天平式杠杆；10：切向拉力杠杆；11：滑轮与导轨滑轮与支架的连接；12：滑轮导轨；13：砝码；14：杠杆支撑转轴；15：轴孔；16：两端带孔拉力杆；17：带旋转手柄的螺旋拉力杆；18：固定于支架的有水平转轴的母螺杆；19：带水平转轴与螺杆17插孔的承拉头；20：可调高的杠杆支柱；21：与拉力环相连可垂向运动的滑轮