应变控制式直剪仪校验规程.doc

gb/t 11829中华人民共和国水利部 发布-实施-发布应变控制式直剪仪校验规程calibrating code for strain-controlled direct shear apparatus（征求意见稿）sl1162011替代sl116-95中华人民共和国水利行业标准ics 备案号：-1sl116-2011目 次前言ii1 适用范围12引用文件13 总则14 概述15 计量性能要求16 通用技术要求37 计量器具控制3附录a-1应变式直剪仪外观、尺寸和力值性能校验记录表 9附录a-2应变式直剪仪水平位移校验记录表10附录a-3应变式直剪仪综合误差校验记录表11附录b校验证书封面及内页格式12附录c校验结果通知书格式1415前 言本标准是对sl116-1995应变控制式直剪仪校验方法的修订，与sl116-1995相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：增加了前言的基本信息；增加了引用文件；增加了总则；增加了首次校验、后续校验和使用中检查的项目；增加了位移式传感器校验方法；增加细化了附录a，增加附录b及附录c；本标准由中华人民共和国水利部提出。本标准由中华人民共和国水利部归口。本标准为全文推荐。本标准批准部门：中华人民共和国水利部本标准主持机构：水利部综合事业局本标准解释单位：南京水利科学研究院本标准主要起草单位：南京水利科学研究院本标准参加起草单位：江苏省计量科学研究院、中国水利水电科学研究院，中铁第一勘察设计院集团有限公司本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社本标准主要起草人：蔡正银、王芳本标准参加起草人：曹培、李军、韩华强、朱绯红、李维朝、张延亿、王韫楠、李兰民本标准所代替标准的历次版本发布情况为：sl116-1995。应变控制式直剪仪校验规程1 适用范围本规程适用于应变控制式直剪仪的首次校验、后续校验和使用中检查 。对于脱离实验室直接控制的设备，返回后、恢复使用前，也应进行校验。2 引用文件jjf 1002- 2010 国家计量检定规程编写规则gb/t4934.1-2008 土工试验仪器 剪切仪 第一部分：应变控制式直剪仪sl237-1999 土工试验规程使用本规程时，应注意使用上述引用文件的现行有效版本。3 总则3.1为规范应变控制式直剪仪校验条件、项目、方法、结果处理及校验周期,提高校验质量，制定本规程。3.2 校验前应作好充分准备，严格执行操作程序，保证校验结果完整性。3.3 应变控制式直剪仪校验除应符合本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。3.4用于校验的所有计量器具均应通过量值溯源，并获得检定证书且在有效期内。4 概述应变控制式直剪仪是一种通过匀速推动剪切容器对土样的固定剪切面施加剪切力，以求得土样在不同垂直压力条件下的抗剪强度的土工试验仪器。直剪仪按剪切操作方式可分为手动式和电动式两种。仪器结构见图1。图1应变控制式直剪仪结构图1-剪切传动机构 2-推动座 3-下剪切盒 4-上剪切盒 5-垂直位移量测装置 6-传压板 7-透水板 8-储水盒 9-剪切力计量装置 10-剪切位移测装置 11-联动装置5 计量性能要求5.1 剪切盒内口尺寸应为（61.820）mm、（79.820）mm，上剪切盒和下剪切盒的直径相对误差及上、下剪切盒内孔的同轴度均应小于0.1%。内壁粗糙度应不大于ra3.2m。5.2 透水板两端平整，渗透系数应不小于110-3cm/s。5.3 法向力的示值相对误差应不大于1.0%。5.4 剪切力测力仪表如用测力计（或类似的计量仪器）计量时，在最大负荷的10%30%范围内其示值相对误差应不大于1.5%；在最大负荷的30%100%范围内应不大于1.0%。负荷传感器的非线性度误差应不超过0.3%fs。5.5 水平位移行程误差：5.5.1 手动操作时，手轮每圈的水平位移行程与标称行程的相对误差应不大于10%。5.5.2 电动操作时，在额定电压和负荷状态下，行程速率（mm/min）五次测定的平均速率与标称速率的相对误差应小于10%。5.6 电动操作时，仪器的振动及噪音应符合下列要求：5.6.1 仪器台面振幅应不大于0.003mm。5.6.2 仪器噪音应小于75db（a）。5.6.3 直剪仪的电气设备不接地处的绝缘电阻应大于1m。5.7 若用百分表或大量程百分表(分度值/分辨力为0.01mm)作为位移量表，则位移量表示值误差应不大于0.02mm，若用线位移传感器作为位移量表，则位移量表基本误差不大于0.1%。5.8 推动座、剪切盒和测力仪（或负荷传感器）所构成的剪切轴心线应在同一轴线上，其同轴度应不大于0.1mm。5.9 仪器的综合误差应不大于2.5%。6 通用技术要求6.1外观6.1.1 直剪仪应有铭牌。内容应包括：仪器名称、型号、规格、编号、制造厂家和出厂日期等。6.1.2 仪器应有产品使用说明书与产品合格证。6.1.3 仪器表面应涂覆完好，颜色均匀协调，无起皮、碰伤、划痕及锈蚀等影响外观质量的缺陷。6.1.4 直剪仪应安置稳定，不得有摇晃、倾斜等状态。6.1.5 仪器各紧固件不应松动，零件无损坏。7 计量器具控制7.1 校验条件7.1.1 环境条件:校验环境应清洁，无腐蚀性介质，无明显的振动干扰。校验室温 室温（2010），使用0.3级标准测力计校验负荷示值时：室温变化不超出2/h。校验前，直剪仪和校验用标准器具等温平衡时间不少于2h。相对湿度不大于80%。7.2 校验项目和校验用设备：7.2.1 应变控制式直剪仪的首次校验、后续校验和使用中检查的项目见表1。表1 校验项目和主要校验设备序号校验项目主要校验设备校验类别首次校验后续校验使用中检查1外观-+2剪切盒校验游标卡尺mpe：0.02mm; 专用量规(规格61.8 mm、 79.8 mm)的圆柱度: 0.03%。表面粗糙度比较样块mpe：(+12%-17%)+-3透水板的校验-+-4法向力示值校验0.3级标准测力仪（规格1.5kn、3.0kn、10kn）+-5剪切力测力仪校验专用力值砝码 mpe：0.1%+-6水平位移行程校验百分表mpe：0.02mm+-7位移量表的示值误差的校验百分表检定仪mpe：3m/10mm或四等量块+-8振幅和噪音校验声级计（分辨力为0.5 db(a)）和cd-2拾震器及相应的测震系统的线性误差：5%。+-9同轴度校验量规和塞尺mpe：（516）m+-10直剪仪综合校验粒径为（0.250.50）mm的风干石英砂+注：表中带“+”者为必须校验的项目，“-”为不需要校验的项目7.3校验方法7.3.1外观目力观察和试验。7.3.2 剪切盒校验7.3.2.1 用游标卡尺测量各部分尺寸。7.3.2.2用表面粗糙度比较样块进行比较测量。测量时以最接近的表面粗糙度比较样块值作为测量结果。7.3.2.3 先用专用量规分别测量上剪切盒和下剪切盒的内径；然后将上剪切盒、下剪切盒装成后再用专用量规测量内孔的同轴度。7.3.3 透水板的校验。按透水板校验方法sl111进行。7.3.4 法向力示值校验取下剪切盒部件，将标准测力计（或标准负荷传感器）置放在剪切盒的位置，调整加荷框架水平，并与标准测力计接触。加荷框架及杠杆调整好后，将标准测力计的百分表对好零点，并用弹性小棒（或手指）轻敲几下，百分表指针稳定即可并测量时。将测力计（标准负荷传感器）施加标准负荷反复预压三次，调整百分表零点。然后，按各校验点的负荷值逐级加荷，操作时要平稳，砝码要对中、轻加、轻卸无冲击，并在各校验点的进程时，对百分表进行读数，每个校准点测量三次。应在测量范围内在选取均匀分布4点5点作为校验点。每一受检点法向力示值相对误差应按（1）式计算： （1）式中 -标准测力计证书中进程第i级负荷时的标准值；-直剪仪第i级负荷下,标准测力计三次读数的算术平均值.7.3.5 剪切力测力仪校验若用测力仪（测力环），可按工作测力仪检定规程规定的检定方法和检定间隔进行测量。也可用专用砝码直接加荷法校验。首先, 将测力仪(测力环)从直剪仪上取下,安装在加荷架上并调整到工作状态，同时将百分表调零。应从标称负荷的10%左右开始沿测力仪轴线方向平稳、无冲击施加负荷, 并反复预压三次,再将百分表调零。然后加荷到规定负荷值后再卸载, 这样加、卸负荷不少于3次。每次从测力计上读取进程的负荷值,取三次的算术平均值为。测量时注意每次卸负荷后，百分表回零误差应不大于0.3分度。每次加荷前应将百分表调回零位。并在测量范围内校验点不少于8点校验点上测量。则每一受检点测力仪示值相对误差按（2）进行计算： (2)式中-专用砝码第i级负荷值；-测力计进程中三次指示负荷的算术平均值。7.3.6 水平位移行程校验7.3.6.1 手动操作 将百分表安装在推动轴顶部，测杆移动方向与推动轴在同一轴线上。在负荷状态下，用手摇动手轮，当手轮转动10圈时，在百分表上进行读数，再计算平均每圈移动行程与标称行程之差除标称行程得到水平位移行程相对误差。 7.3.6.2 电动操作按第7.3.6.1条安装百分表。 在额定电压和负荷状态（选用高、中、低负荷），根据直剪试验方法可选择剪切速率分别在（0.81.2）mm/min及00.02mm/min，开动电机，每种速率下进行五次以上的测定，其平均速率与标称速率之差处标称速率得到水平位移行程相对误差。7.3.7 位移量表示值误差的校验若用百分表(分度值/分辨力为0.01mm)作为位移量表，用百分表检定仪按照jjg34-2008指示表（指针式、数显式）检定规程规定的检定方法和检定间隔进行测量。若用大量程百分表(分度值/分辨力为0.01mm)作为位移量表，用百分表检定仪按照jjg379-2009大量程百分表检定规程规定的检定方法和检定间隔进行测量。若选用线位移传感器作为位移量表，将线位移传感器安装在刚性表架上，压缩测杆约0.1mm至0.2mm时将线位移传感器置“零”后开始测量，依次放置从小到大的量块，从线位移传感器上进行读数得到，在测量范围内大致选取均匀分布10点作为受检点进行测量，得到每一受检点的基本误差。再选取以上受检点基本误差最大值处进行细分测量，细分测量范围约受检点处1mm,测量间隔为0.2mm,得到细分受检点基本误差。每受检点基本误差按（3）公式计算： （3） 式中： -校准某一受检点时，所选量块的尺寸，mm;-校准该受检点时，线位移传感器上显示值，mm；-在该受检点上的基本误差。7.3.8 振幅和噪音校验振幅校验。将拾振器固定在直剪仪台面上，并与测振系统相联，测量直剪仪快、慢两种速率运转时的台面震动，将震动示值换算为台面振动值作为直剪仪振幅。工作噪音校验。直剪仪在快、慢两种速率运转时，将声级计放置在距离直剪仪正面1m位置处测量。7.3.9 同轴度校验 用专用量规、塞尺等测量同轴度。7.3.10直剪仪综合校验7.3.10.1 按本校验方法，经各校验项目符合技术要求后，再进行直剪仪的综合校验。7.3.10.2 将风干洁净的石英标准砂过0.5mm及0.25mm的筛，制配成均匀的标准砂样。7.3.10.3 对准上、下剪切盒，插入固定销，在下剪切盒内放置透水板。7.3.10.4 称量标准砂样100g，缓慢倒入剪切盒，控制试样高度为20mm（e0.6），放上透水板和传压板。7.3.10.5 装置好加荷框架及垂直百分表，进行读数作为起始读数。然后施加某一垂直负荷，待变形稳定后，在百分表上再读数。拔去固定销。7.3.10.6 转动手轮，使上剪切盒前端的钢珠刚好与测力计接触（测力环中百分表指针刚移动）时，调整百分表回零。开动秒表，以每分钟约四圈转动手轮（电动操作时，调节成相应的行程速率）进行剪切，直至剪损为止。在剪切过程中，应读取位移（手轮转数或行程速率）和测力计中百分表的相应数。7.3.10.7 试样剪损后，顺次卸除垂直负荷、加荷框架、传压板。清除试样，并将仪器擦洗干净。7.3.10.8 按7.3.10.2至7.3.10.8步骤在同一仪器上，重复n次（一般34次）试验。7.3.10.9 按下式计算某台仪器在某一垂直负荷作用下的综合误差： (4)式中 -第i次水平测力计示值；-n次水平测力计示值平均值： (5)校验结果应符合第5.9条要求。7.3.10.10 在使用中若校验一组仪器（一般四台）的综合误差。则按7.3.10.1至7.3.10.8步骤进行试验。并用下式计算各台直剪仪在同一级负荷水平下的综合误差： (6)式中-n台仪器的水平测力计平均示值的平均值： (7)校验结果应符合第5.9条要求。7.3.10.11 按下式计算某台仪器在各负荷水平下，作n次试验的综合误差： (8)式中-直剪仪第i级负荷水平的第i次测力计示值； -直剪仪第i级负荷水平测力计示值平均值，计算时比原始示值多取一个小数位： (9)(k=1,2,n)综合误差检测结果应符合第5.9条要求7.4 校验结果处理按本规程校验的应变控制式直剪仪，所需校验项目均符合要求为合格；如发生5.15.9规定的项目中有一项不符合要求，则视为不合格。经校验合格的应变控制式直剪仪，由校验单位签发校验证书。经校验不合格的应变控制式直剪仪，由校验单位签发校验结果通知书。校验证书和校验结果通知书格式见附录b、附录c。7.5 校验周期一般不超过2年。各零、配件及计量仪器按有关校验方法规定的周期进行校验。附录a-1（单位名称）应变式直剪仪外观、尺寸和力值性能校验记录表第 页 共 页仪器名称/仪器编号生产厂家/规格型号校验依据环境温度（）/相对湿度（%）校验用标准器具及编号 通用技术序号检 查 项 目检 查 记 录检查结果1仪器应有铭牌(仪器名称、型号、规格、编号、制造厂名称和出厂日期)2仪器应有产品使用说明书与产品合格证3仪器表面应涂覆完好，颜色均匀协调，无起皮、碰伤、划痕及锈蚀等现象4直剪仪应安置稳定，不得有摇晃、倾斜等状态5仪器各紧固件均不应松动，零件应无损坏计量性能校验项目额定值校验结果计量要求123平均值误差剪切盒尺寸（mm）直径1允许误差0.1%2同轴度1允差不大于0.1%2力（n）点号测力计读数测值力表读数力相对误差（%）法向力允许误差1.0%；剪切力允许值1.01.5%110%220%330%440%550%670%780%890%振幅及噪音校验结论备 注校验者校核者校验日期: 年 月 日附录a-2（单位名称）应变式直剪仪水平位移校验记录表第 页 共 页仪器名称/仪器编号生产厂家/规格型号校验依据环境温度（）/相对湿度（%）校验用标准器具及编号 计量性能校验项目标称速率(mm/min)高负荷 计量要求时间（min）位移(0.01mm)实际速率（mm/min）相对误差（%）水平位移允许误差10%标称速率(mm/min)中负荷 时间（min）位移(0.01mm)实际速率（mm/min）相对误差（%）标称速率(mm/min)低负荷 时间（min）位移(0.01mm)实际速率（mm/min）相对误差（%）位移传感器