一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置制造方法
【專利摘要】一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置，其特征是該裝置包括拉拔步進電機(1)，拉拔量力環(huán)(2)，上試樣盒(6)，加壓框架(9)，下試樣盒(13)，下底座(14)，剪切量力環(huán)(15)，剪切步進電機(16)，加壓杠桿(23)，砝碼(25)，拉拔步進電機(1)連接拉拔量力環(huán)(2)，下底座(14)上面安裝下試樣盒(13)，濾紙上面安裝下試樣(26)，下試樣(26)與上試樣(12)之間鋪設(shè)土工合成材料(4)，土工合成材料(4)通過夾具(3)和變形夾具(5)固定，上透水石(11)上面安裝頂蓋(8)，頂蓋(8)安裝有上排水孔(7)，上試樣盒(6)與下試樣盒(13)之間安裝有墊塊，頂蓋(8)與加壓軸(10)接觸，剪切步進電機(16)通過推動下底座(14)提供剪切力。該設(shè)備制造簡單，測量精度高，使用方便，可用于土木工程或地質(zhì)工程中遇到的各種土工合成材料在多孔介質(zhì)中的抗拉拔與抗剪切強度特性量測。
【專利說明】一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種土工試驗裝置，屬于土木(巖土)工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]土工合成材料廣泛用于加筋土中，可以為巖土體提供均衡應(yīng)力，并形成一種復(fù)合結(jié)構(gòu)體系。隨著我國巖土工程建設(shè)的廣泛深入，加筋土技術(shù)得到較快的推廣，技術(shù)應(yīng)用遠遠超過理論研究。如何測定土工合成材料在巖土體中的抗拉強度與抗剪切強度，至今還沒有合適的實驗設(shè)備進行測量，目前較多的是采用土工合成材料自身的抗拉強度、抗刺破強度等指標進行設(shè)計與施工，還沒有形成統(tǒng)一的強度試驗規(guī)范與操作流程。該申請就是要發(fā)明一種試驗裝置，以適用于多種土工合成材料在多孔介質(zhì)中的抗拉拔與抗剪切強度特性的試驗測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置，解決土工合成材料在多孔介質(zhì)包括砂土、粉土或粘性土中的抗拉拔特性與抗剪切特性的試驗測試問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案，其特征是該裝置包括拉拔步進電機1，拉拔量力環(huán)2，上試樣盒6，加壓框架9，下試樣盒13，下底座14，剪切量力環(huán)15，剪切步進電機16，加壓杠桿23，砝碼25，拉拔步進電機I連接拉拔量力環(huán)2，用于為土工合成材料的拉拔試驗提供應(yīng)變控制式或應(yīng)力控制式的拉力，拉拔位移計29連接拉拔量力環(huán)2，下底座14上面安裝下試樣盒13，下試樣盒13安裝有下排水孔17，下試樣盒13上面安裝下透水石18，通過下排水孔17進行排氣排水，下透水石18上面安裝濾紙，濾紙上面安裝下試樣26，下試樣26與上試樣12之間鋪設(shè)土工合成材料4，土工合成材料4通過夾具3和變形夾具5固定，并通過變形夾具5記錄試驗開始前的位置，上試樣12上面安裝濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8安裝有上排水孔7，并通過上排水孔7進行試樣的排氣排水，上試樣盒6與下試樣盒13之間安裝有墊塊，頂蓋8與加壓軸10接觸，加壓軸10與加壓框架9連接，剪切步進電機16連接剪切量力環(huán)15，通過推動下底座14為土工合成材料的抗剪切試驗提供應(yīng)變控制式或應(yīng)力控制式的剪切力，剪切位移計30連接剪切量力環(huán)15，下底座14通過滾珠連接試驗平臺27，試驗平臺27安裝有剪切位移表28和固結(jié)位移計31，試驗平臺27連接固定栓21，固定栓21通過轉(zhuǎn)動軸20連接大砝碼19和加壓杠桿23，轉(zhuǎn)動軸20之間安裝有第一吊鉤22，加壓杠桿23通過第二吊鉤24連接砝碼25。
[0005](I)采用該裝置進行土工合成材料抗拉拔試驗的方法如下:
[0006]①將下試樣盒13安裝在下底座14內(nèi)，將下透水石18放入下試樣盒13中，下透水石18表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面鋪設(shè)下試樣26，下試樣26表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0007]②按試驗要求施加一定數(shù)量的破碼25,為下試樣26提供固結(jié)壓力，使下試樣26固結(jié)，通過上排水孔7和下排水孔17進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值不大于0.0lmm /h且固結(jié)后的下試樣26表層超過下試樣盒13表層2-4mm,視為下試樣26固結(jié)完畢；
[0008]③下試樣26固結(jié)完畢后，卸除固結(jié)壓力，依次取下頂蓋8、上透水石11和濾紙，表層鋪設(shè)土工合成材料4，然后安裝上試樣盒6，上試樣盒6與下試樣盒13之間安裝墊塊，使得上試樣盒6與下試樣盒13之間的縫隙在4-6_之間；
[0009]④上試樣盒6內(nèi)安裝上試樣12，上試樣12表層鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0010]⑤按試驗要求施加與第②步相同數(shù)量的砝碼25，為上試樣8提供固結(jié)壓力，使上試樣8固結(jié)，并通過上排水孔7進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值不大于0.0lmm / h后，視為上試樣8固結(jié)完畢；
[0011]⑥依次為土工合成材料4安裝夾具3和變形夾具5，連接土工合成材料4與拉拔量力環(huán)2，通過拉拔步進電機I施加應(yīng)變式或應(yīng)力式拉力，通過拉拔位移計29記錄拉力值F，通過變形夾具5與下試樣盒13的距離變化記錄土工合成材料4的變形量L，并繪制F-L曲線，當拉拔位移計29指示值回彈，表示土工合成材料4受拉達到峰值，即可獲得土工合成材料4的抗拉拔強度最大值F’。
[0012](2)采用該裝置進行土工合成材料剪切試驗的方法如下:
[0013]①將下試樣盒13安裝在下底座14內(nèi)，將下透水石18放入下試樣盒13中，下透水石18表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面鋪設(shè)下試樣26，下試樣26表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0014]②按試驗要求施加一定數(shù)量的破碼25,為下試樣26提供固結(jié)壓力，使下試樣26固結(jié)，通過上排水孔7和下排水孔17進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值不大于0.0lmm /h且固結(jié)后的下試樣26表層超過下試樣盒13表層2-4mm,視為下試樣26固結(jié)完畢；
[0015]③下試樣26固結(jié)完畢后，卸除固結(jié)壓力，依次取下頂蓋8、上透水石11和濾紙，表層鋪設(shè)土工合成材料4，然后安裝上試樣盒6，上試樣盒6與下試樣盒13之間安裝墊塊，使得上試樣盒6與下試樣盒13之間的縫隙在4-6_之間；
[0016]④上試樣盒6內(nèi)安裝上試樣12，上試樣12表層鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0017]⑤按試驗要求施加與第②步相同數(shù)量的砝碼25，為上試樣8提供固結(jié)壓力，使上試樣8固結(jié)，并通過上排水孔7進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值不大于0.0lmm / h后，視為上試樣8固結(jié)完畢；
[0018]⑥連接下底座14與剪切量力環(huán)15，通過剪切步進電機16施加應(yīng)變式或應(yīng)力式剪切力，通過剪切位移計30記錄剪切力值F，通過剪切位移表28記錄下底座14的位移值L，并繪制F-L曲線，當剪切位移表28指示值回彈，表示土工合成材料4受剪切達到峰值，即可獲得土工合成材料4的抗剪切強度最大值F’。
[0019]本發(fā)明優(yōu)點:
[0020]該裝置制造簡單，測量精度高，使用方便，滿足土工合成材料在加載條件下的抗拉拔與抗剪切強度量測控制要求，可直接測定各種土工合成材料(如土工布、土工格柵等)在多孔介質(zhì)(包括砂土、粉土、粘土等)中的抗拉拔與抗剪切強度特性。
[0021]本發(fā)明適用范圍:
[0022]可用于土木工程或地質(zhì)工程中遇到的各種土工合成材料在多孔介質(zhì)中的抗拉拔 與抗剪切強度特性量測。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0023]圖1是一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中有拉拔步進電機I，拉拔量力環(huán)2，夾具3，土工合成材料4，變形夾具5，上試樣盒6，上排水孔7，頂蓋8，加壓框架9，加壓軸10，上透水石11，上試樣12，下試樣盒13，下底座14，剪切量力環(huán)15，剪切步進電機16，下排水孔17，下透水石18，大砝碼19，轉(zhuǎn)動軸20，固定栓21，第一吊鉤22，加壓杠桿23，第二吊鉤24，砝碼25，下試樣26，試驗平臺27，剪切位移表28。
[0024]圖2是一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖。其中有拉拔步進電機1，拉拔量力環(huán)2，夾具3，土工合成材料4，變形夾具5，上試樣盒6，上排氣孔7，加壓框架9，下底座14，剪切量力環(huán)15，剪切步進電機16，拉拔位移計29，剪切位移計30。
[0025]圖3是一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖的A-A剖面圖。其中有土工合成材料4，加壓框架9，轉(zhuǎn)動軸20，試驗平臺27，固結(jié)位移計31。
【具體實施方式】:
[0026]實施例:
[0027](I)采用該裝置進行土工合成材料拉拔試驗的步驟如下:
[0028]①將下試樣盒13安裝在下底座14內(nèi)，將下透水石18放入下試樣盒13中，下透水石18表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面鋪設(shè)下試樣26，下試樣26表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0029]②施加砝碼25，為下試樣26提供IOOkPa的固結(jié)壓力，使下試樣26固結(jié)，通過上排水孔7和下排水孔17進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值小于或等于0.0lmm / h且固結(jié)后的下試樣26表層超過下試樣盒13表層3mm時,下試樣26固結(jié)完畢；
[0030]③下試樣26固結(jié)完畢后，卸除IOOkPa固結(jié)壓力，依次取下頂蓋8、上透水石11和濾紙，表層鋪設(shè)土工合成材料4，然后安裝上試樣盒6，上試樣盒6與下試樣盒13之間安裝墊塊，使得上試樣盒6與下試樣盒13之間的縫隙在5_之間；
[0031]④上試樣盒6內(nèi)安裝上試樣12，上試樣12表層鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0032]⑤施加砝碼25，為上試樣8提供IOOkPa固結(jié)壓力，使上試樣8固結(jié)，并通過上排水孔7進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值小于或等于0.0lmm / h后，上試樣8固結(jié)完畢；
[0033]⑥依次為土工合成材料4安裝夾具3和變形夾具5，連接土工合成材料4與拉拔量力環(huán)2，通過拉拔步進電機I施加應(yīng)變式或應(yīng)力式拉力，通過拉拔位移計29記錄拉力值F，通過變形夾具5與下試樣盒13的距離變化記錄土工合成材料4的變形量L，并繪制F-L曲線，當拉拔位移計29指示值回彈時，記錄回彈瞬時指示值，即為該土工合成材料4的抗拉拔強度最大值F’。
[0034](2)采用該裝置進行土工合成材料剪切試驗的步驟如下:
[0035]①將下試樣盒13安裝在下底座14內(nèi)，將下透水石18放入下試樣盒13中，下透水石18表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面鋪設(shè)下試樣26，下試樣26表面鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0036]②施加砝碼25，為下試樣26提供IOOkPa固結(jié)壓力，使下試樣26固結(jié)，通過上排水孔7和下排水孔17進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值小于或等于0.0lmm / h且固結(jié)后的下試樣26表層超過下試樣盒13表層3mm時,下試樣26固結(jié)完畢；
[0037]③下試樣26固結(jié)完畢后，卸除IOOkPa固結(jié)壓力，依次取下頂蓋8、上透水石11和濾紙，表層鋪設(shè)土工合成材料4，然后安裝上試樣盒6，上試樣盒6與下試樣盒13之間安裝墊塊，使得上試樣盒6與下試樣盒13之間的縫隙在5_之間；
[0038]④上試樣盒6內(nèi)安裝上試樣12，上試樣12表層鋪設(shè)濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10 ；
[0039]⑤施加砝碼25，為上試樣8提供IOOkPa固結(jié)壓力，使上試樣8固結(jié)，并通過上排水孔7進行排氣排水，待固結(jié)位移計31指示值小于或等于0.0lmm / h時，上試樣8固結(jié)完畢；
[0040]⑥連接下底座14與剪切量力環(huán)15，通過剪切步進電機16施加應(yīng)變式或應(yīng)力式剪切力，通過剪切位移計30記錄剪切力值F，通過剪切位移表28記錄下底座14的位移值L，并繪制F-L曲線，當剪切位移表28指示值回彈，記錄回彈瞬時指示值，即為該土工合成材料4的抗剪切強度最大值F’。
【權(quán)利要求】
1.一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置，其特征是該裝置包括拉拔步進電機(1)，拉拔量力環(huán)(2)，上試樣盒(6)，加壓框架(9)，下試樣盒(13)，下底座(14)，剪切量力環(huán)(15)，剪切步進電機(16)，加壓杠桿(23)，砝碼(25)，拉拔步進電機(I)連接拉拔量力環(huán)(2)，拉拔位移計(28)連接拉拔量力環(huán)(2)，下底座(14)上面安裝下試樣盒(13)，下試樣盒(13)安裝有下排水孔(17)，下試樣盒(13)上面安裝下透水石(18)，通過下排水孔(17)進行排氣排水，下透水石(18)上面安裝濾紙，濾紙上面安裝下試樣(26)，下試樣(26)與上試樣(12)之間鋪設(shè)土工合成材料(4)，土工合成材料(4)通過夾具(3)和變形夾具(5)固定，上試樣(12)上面安裝濾紙，濾紙上面安裝上透水石(11)，上透水石(11)上面安裝頂蓋(8)，頂蓋(8)安裝有上排水孔(7)，上試樣盒(6)與下試樣盒(13)之間安裝有墊塊，頂蓋(8)與加壓軸(10)接觸，加壓軸(10)與加壓框架(9)連接，剪切步進電機(16)連接剪切量力環(huán)(15)，通過推動下底座(14)提供剪切力，剪切位移計(28)連接剪切量力環(huán)(15)，下底座(14)通過滾珠連接試驗平臺(27)，試驗平臺(27)安裝有剪切位移表(28)和固結(jié)位移計(31)，試驗平臺(27)連接固定栓(21)，固定栓(21)通過轉(zhuǎn)動軸(20)連接大砝碼(19)和加壓杠桿(23)，轉(zhuǎn)動軸(20)之間安裝有第一吊鉤(22)，加壓杠桿(23)通過第二吊鉤(24)連接砝碼(25)。
【文檔編號】G01N3/08GK103776696SQ201410072867
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】李志清 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所