一、产品简介

TD50123-XJ系列土工现场原位直剪试验机是鬼谷子论坛资料库手机版依据GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中“原位直剪试验”相关要求研发的专业设备，专用于现场测定土体（或软岩、混凝土等特殊材料）的抗剪强度参数（如内摩擦角φ、黏聚力c），广泛应用于路基、堤坝、边坡等工程的土体稳定性检测与分析。

本系列产品提供多种规格配置，支持手动/自动加载模式，适配不同法向力、切向力及剪力盒面积需求，可满足常规土体及大吨位材料（如混凝土、软岩）的试验要求。

二、可选型号与技术参数

（一）可选型号说明

注：标配型号以TD50123-XJ-1/2/3为例，剪力盒面积、法向力、切向力可根据用户需求定制（如0.3㎡、0.5㎡剪力盒，或更高吨位法向/切向力）；

“A/B”表示支持特殊规格定制（如大吨位荷载用于混凝土/软岩试验）。

（二）主要技术参数（标配）

Ø 额定荷载：法向力100kN（标配），可选配200kN、300kN等；切向力200kN（标配），可选配300kN、500kN等（更高吨位可定制）。

Ø 加载方式：支持手动加载（通过手摇装置控制）与自动加载（通过液压/电动系统精准控制，可选配）。

Ø 剪力盒面积：标准配置为0.25㎡（常用规格），0.3㎡、0.5㎡等非标尺寸需提前订制。

Ø 传感器精度：压式传感器综合精度≤0.5%F·S（确保荷载测量准确可靠）。

Ø 油压千斤顶：标准配置50T（可定制更大吨位，适配高荷载需求）。

Ø 位移测量：配备0-50mm百分表（用于监测剪切位移，精度高）。

Ø 反力装置：配置齐全，包含试验所需的反力架、支撑结构等全套设备，开箱即可直接开展试验。

Ø 材质：主体采用优质钢材制造，结构坚固耐用，适应野外复杂环境。

三、设备安装与调试

（一）安装前准备

Ø 场地要求：试验区域需平整坚实，能承受设备自重及试验荷载（建议避开松软地面，必要时铺设钢板加固）。

Ø 工具准备：扳手、水平仪、千斤顶辅助工具等（随箱工具清单需核对）。

Ø 环境检查：确认试验点土体未被扰动，剪切面符合测试要求（如土体自然结构完整）。

（二）设备安装步骤

Ø 主机就位：将直剪试验机主机（含剪力盒、加载框架）搬运至试验点，通过调节地脚螺栓或支撑装置使主机水平（用水平仪校准，水平偏差≤2mm/m）。

Ø 剪力盒固定：将剪力盒（面积0.25㎡/0.3㎡/0.5㎡，根据型号选择）垂直压入待测土体剪切面，确保剪力盒与土体紧密接触无间隙（必要时用砂或薄层材料填充缝隙）。

Ø 反力装置安装：连接配套的反力架（如地锚反力梁或重型支架），通过地锚或压重块提供稳定反向支撑力（反力需≥最大试验荷载的1.2倍，确保加载过程安全）。

Ø 传感器与仪表连接：

Ø 将压式传感器（测量法向力/切向力）安装于加载油路中，连接至数显仪表（若为自动加载模式）或直接读取机械表盘（手动模式）；

Ø 安装百分表于剪切位移监测点（通常固定在剪力盒侧壁），用于记录剪切过程中的位移变化。

（三）调试流程

Ø 系统检查：确认所有连接部件（如油管、传感器线缆、反力装置）紧固无松动，油压千斤顶无漏油现象。

Ø 零点校准：手动模式下：空载时检查法向力、切向力仪表读数是否为“0”，若有偏差需调整传感器零位；

Ø 自动模式下：通过控制面板执行“零点校准”程序，确保荷载与位移传感器初始值为零。

Ø 加载测试：施加小吨位预加载（如法向力10~20kN），观察设备运行是否平稳，传感器读数是否线性变化，确认无异常后正式试验。

四、使用与操作说明

（一）试验前准备

试样要求：试验土体需保持天然状态（或按设计要求处理），剪切面应位于土体结构稳定的位置（避免裂缝、松散层影响结果）。

参数设置（自动模式）：通过控制面板输入目标法向力、切向力分级值、加载速率（如法向力分级加载至100kN，切向力按0.8~1.2mm/min速率剪切）及位移量程上限（通常≤50mm）。

（二）操作流程（以手动模式为例，自动模式类似但由系统自动控制）

步骤1：施加法向力

通过手动油泵或电动油泵驱动油压千斤顶，对剪力盒顶部施加垂直法向压力（模拟土体自重或上覆荷载）。

分级加载法向力（如每级10~20kN），每级加载后稳定5~10分钟（待土体变形稳定，百分表读数变化≤0.01mm/min），记录当前法向力值（Ni）及对应的百分表初始位移（s0）。

步骤2：启动剪切试验

法向力达到目标值（如100kN）并稳定后，开始施加水平切向力（模拟剪切破坏）。

手动模式：通过手摇装置缓慢旋转加载手柄，驱动剪力盒水平移动，控制剪切速率（建议0.8~1.2mm/min，符合GB/T 50123-2019标准要求）。

自动模式：在控制面板选择预设的剪切速率，系统自动匀速施加切向力。

步骤3：数据监测与记录

持续观察法向力、切向力仪表读数及百分表位移变化，记录以下关键数据：

各级法向力（N）及对应稳定后的位移（s）；

切向力峰值（Tmax）：当剪力盒开始明显滑动（百分表位移突增或切向力读数下降）时，记录此时的最大切向力；

残余强度对应切向力（Tres）：剪切位移持续至30~50mm（或位移稳定不再增长）时的切向力。

步骤4：试验终止

当出现以下情况之一时停止试验：

切向力达到油压千斤顶或传感器最大量程；

剪切位移超过50mm（常规土体通常在此位移内达到破坏）；

试样明显失稳（如剪力盒倾斜、土体崩裂）。

（三）试验后处理

卸载法向力与切向力（缓慢释放油压，避免冲击）；

取出剪力盒，清理内部残留土体，检查设备是否损坏；

整理原始数据（法向力、切向力、位移），绘制“剪切力-位移曲线”及“法向应力-抗剪强度曲线”，计算抗剪强度参数（内摩擦角φ、黏聚力c）。

五、注意事项

安全操作：试验过程中严禁人员站在剪力盒正前方或反力装置受力点附近，防止设备意外移动或土体崩裂伤人。

荷载控制：加载速率需严格符合标准要求（通常剪切速率为0.8~1.2mm/min），过快可能导致结果失真，过慢影响效率。

环境适应性：野外试验需避免雨天或强风天气（必要时搭建防雨棚），防止设备锈蚀或数据误差。

维护保养：使用后清洁剪力盒内残留土体，涂抹防锈油保护金属部件；

定期校准传感器（建议每半年或大修后进行），确保荷载与位移测量精度；

油压系统需定期更换液压油（若为液压加载模式），检查油管密封性。

六、配置清单（标配）

直剪试验主机（含剪力盒、加载框架）

油压千斤顶（50T，可定制）

压式传感器（精度≤0.5%F·S）

百分表（0-50mm，高精度位移监测）

手动/自动加载装置（根据型号选配）

反力架（地锚或重型支架）

工具箱（扳手、水平仪等）

操作手册与合格证