一种土工合成材料拉拔剪切试验装置制造方法
【专利摘要】一种土工合成材料拉拔剪切试验装置，其特征是该装置包括拉拔步进电机(1)，拉拔量力环(2)，上试样盒(6)，加压框架(9)，下试样盒(13)，下底座(14)，剪切量力环(15)，剪切步进电机(16)，加压杠杆(23)，砝码(25)，拉拔步进电机(1)连接拉拔量力环(2)，下底座(14)上面安装下试样盒(13)，滤纸上面安装下试样(26)，下试样(26)与上试样(12)之间铺设土工合成材料(4)，土工合成材料(4)通过夹具(3)和变形夹具(5)固定，上透水石(11)上面安装顶盖(8)，顶盖(8)安装有上排水孔(7)，上试样盒(6)与下试样盒(13)之间安装有垫块，顶盖(8)与加压轴(10)接触，剪切步进电机(16)通过推动下底座(14)提供剪切力。该设备制造简单，测量精度高，使用方便，可用于土木工程或地质工程中遇到的各种土工合成材料在多孔介质中的抗拉拔与抗剪切强度特性量测。
【专利说明】一种土工合成材料拉拔剪切试验装置
【技术领域】
[0001]本发明是一种土工试验装置，属于土木(岩土)工程【技术领域】。
【背景技术】
[0002]土工合成材料广泛用于加筋土中，可以为岩土体提供均衡应力，并形成一种复合结构体系。随着我国岩土工程建设的广泛深入，加筋土技术得到较快的推广，技术应用远远超过理论研究。如何测定土工合成材料在岩土体中的抗拉强度与抗剪切强度，至今还没有合适的实验设备进行测量，目前较多的是采用土工合成材料自身的抗拉强度、抗刺破强度等指标进行设计与施工，还没有形成统一的强度试验规范与操作流程。该申请就是要发明一种试验装置，以适用于多种土工合成材料在多孔介质中的抗拉拔与抗剪切强度特性的试验测试。
【发明内容】
[0003]本发明目的是提供一种土工合成材料拉拔剪切试验装置，解决土工合成材料在多孔介质包括砂土、粉土或粘性土中的抗拉拔特性与抗剪切特性的试验测试问题。
[0004]本发明的技术解决方案，其特征是该装置包括拉拔步进电机1，拉拔量力环2，上试样盒6，加压框架9，下试样盒13，下底座14，剪切量力环15，剪切步进电机16，加压杠杆23，砝码25，拉拔步进电机I连接拉拔量力环2，用于为土工合成材料的拉拔试验提供应变控制式或应力控制式的拉力，拉拔位移计29连接拉拔量力环2，下底座14上面安装下试样盒13，下试样盒13安装有下排水孔17，下试样盒13上面安装下透水石18，通过下排水孔17进行排气排水，下透水石18上面安装滤纸，滤纸上面安装下试样26，下试样26与上试样12之间铺设土工合成材料4，土工合成材料4通过夹具3和变形夹具5固定，并通过变形夹具5记录试验开始前的位置，上试样12上面安装滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8安装有上排水孔7，并通过上排水孔7进行试样的排气排水，上试样盒6与下试样盒13之间安装有垫块，顶盖8与加压轴10接触，加压轴10与加压框架9连接，剪切步进电机16连接剪切量力环15，通过推动下底座14为土工合成材料的抗剪切试验提供应变控制式或应力控制式的剪切力，剪切位移计30连接剪切量力环15，下底座14通过滚珠连接试验平台27，试验平台27安装有剪切位移表28和固结位移计31，试验平台27连接固定栓21，固定栓21通过转动轴20连接大砝码19和加压杠杆23，转动轴20之间安装有第一吊钩22，加压杠杆23通过第二吊钩24连接砝码25。
[0005](I)采用该装置进行土工合成材料抗拉拔试验的方法如下:
[0006]①将下试样盒13安装在下底座14内，将下透水石18放入下试样盒13中，下透水石18表面铺设滤纸，滤纸上面铺设下试样26，下试样26表面铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0007]②按试验要求施加一定数量的破码25,为下试样26提供固结压力，使下试样26固结，通过上排水孔7和下排水孔17进行排气排水，待固结位移计31指示值不大于0.0lmm /h且固结后的下试样26表层超过下试样盒13表层2-4mm,视为下试样26固结完毕；
[0008]③下试样26固结完毕后，卸除固结压力，依次取下顶盖8、上透水石11和滤纸，表层铺设土工合成材料4，然后安装上试样盒6，上试样盒6与下试样盒13之间安装垫块，使得上试样盒6与下试样盒13之间的缝隙在4-6_之间；
[0009]④上试样盒6内安装上试样12，上试样12表层铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0010]⑤按试验要求施加与第②步相同数量的砝码25，为上试样8提供固结压力，使上试样8固结，并通过上排水孔7进行排气排水，待固结位移计31指示值不大于0.0lmm / h后，视为上试样8固结完毕；
[0011]⑥依次为土工合成材料4安装夹具3和变形夹具5，连接土工合成材料4与拉拔量力环2，通过拉拔步进电机I施加应变式或应力式拉力，通过拉拔位移计29记录拉力值F，通过变形夹具5与下试样盒13的距离变化记录土工合成材料4的变形量L，并绘制F-L曲线，当拉拔位移计29指示值回弹，表示土工合成材料4受拉达到峰值，即可获得土工合成材料4的抗拉拔强度最大值F’。
[0012](2)采用该装置进行土工合成材料剪切试验的方法如下:
[0013]①将下试样盒13安装在下底座14内，将下透水石18放入下试样盒13中，下透水石18表面铺设滤纸，滤纸上面铺设下试样26，下试样26表面铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0014]②按试验要求施加一定数量的破码25,为下试样26提供固结压力，使下试样26固结，通过上排水孔7和下排水孔17进行排气排水，待固结位移计31指示值不大于0.0lmm /h且固结后的下试样26表层超过下试样盒13表层2-4mm,视为下试样26固结完毕；
[0015]③下试样26固结完毕后，卸除固结压力，依次取下顶盖8、上透水石11和滤纸，表层铺设土工合成材料4，然后安装上试样盒6，上试样盒6与下试样盒13之间安装垫块，使得上试样盒6与下试样盒13之间的缝隙在4-6_之间；
[0016]④上试样盒6内安装上试样12，上试样12表层铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0017]⑤按试验要求施加与第②步相同数量的砝码25，为上试样8提供固结压力，使上试样8固结，并通过上排水孔7进行排气排水，待固结位移计31指示值不大于0.0lmm / h后，视为上试样8固结完毕；
[0018]⑥连接下底座14与剪切量力环15，通过剪切步进电机16施加应变式或应力式剪切力，通过剪切位移计30记录剪切力值F，通过剪切位移表28记录下底座14的位移值L，并绘制F-L曲线，当剪切位移表28指示值回弹，表示土工合成材料4受剪切达到峰值，即可获得土工合成材料4的抗剪切强度最大值F’。
[0019]本发明优点:
[0020]该装置制造简单，测量精度高，使用方便，满足土工合成材料在加载条件下的抗拉拔与抗剪切强度量测控制要求，可直接测定各种土工合成材料(如土工布、土工格栅等)在多孔介质(包括砂土、粉土、粘土等)中的抗拉拔与抗剪切强度特性。
[0021]本发明适用范围:
[0022]可用于土木工程或地质工程中遇到的各种土工合成材料在多孔介质中的抗拉拔 与抗剪切强度特性量测。
【专利附图】
【附图说明】:
[0023]图1是一种土工合成材料拉拔剪切试验装置的结构示意图。其中有拉拔步进电机I，拉拔量力环2，夹具3，土工合成材料4，变形夹具5，上试样盒6，上排水孔7，顶盖8，加压框架9，加压轴10，上透水石11，上试样12，下试样盒13，下底座14，剪切量力环15，剪切步进电机16，下排水孔17，下透水石18，大砝码19，转动轴20，固定栓21，第一吊钩22，加压杠杆23，第二吊钩24，砝码25，下试样26，试验平台27，剪切位移表28。
[0024]图2是一种土工合成材料拉拔剪切试验装置结构示意图的俯视图。其中有拉拔步进电机1，拉拔量力环2，夹具3，土工合成材料4，变形夹具5，上试样盒6，上排气孔7，加压框架9，下底座14，剪切量力环15，剪切步进电机16，拉拔位移计29，剪切位移计30。
[0025]图3是一种土工合成材料拉拔剪切试验装置结构示意图的俯视图的A-A剖面图。其中有土工合成材料4，加压框架9，转动轴20，试验平台27，固结位移计31。
【具体实施方式】:
[0026]实施例:
[0027](I)采用该装置进行土工合成材料拉拔试验的步骤如下:
[0028]①将下试样盒13安装在下底座14内，将下透水石18放入下试样盒13中，下透水石18表面铺设滤纸，滤纸上面铺设下试样26，下试样26表面铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0029]②施加砝码25，为下试样26提供IOOkPa的固结压力，使下试样26固结，通过上排水孔7和下排水孔17进行排气排水，待固结位移计31指示值小于或等于0.0lmm / h且固结后的下试样26表层超过下试样盒13表层3mm时,下试样26固结完毕；
[0030]③下试样26固结完毕后，卸除IOOkPa固结压力，依次取下顶盖8、上透水石11和滤纸，表层铺设土工合成材料4，然后安装上试样盒6，上试样盒6与下试样盒13之间安装垫块，使得上试样盒6与下试样盒13之间的缝隙在5_之间；
[0031]④上试样盒6内安装上试样12，上试样12表层铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0032]⑤施加砝码25，为上试样8提供IOOkPa固结压力，使上试样8固结，并通过上排水孔7进行排气排水，待固结位移计31指示值小于或等于0.0lmm / h后，上试样8固结完毕；
[0033]⑥依次为土工合成材料4安装夹具3和变形夹具5，连接土工合成材料4与拉拔量力环2，通过拉拔步进电机I施加应变式或应力式拉力，通过拉拔位移计29记录拉力值F，通过变形夹具5与下试样盒13的距离变化记录土工合成材料4的变形量L，并绘制F-L曲线，当拉拔位移计29指示值回弹时，记录回弹瞬时指示值，即为该土工合成材料4的抗拉拔强度最大值F’。
[0034](2)采用该装置进行土工合成材料剪切试验的步骤如下:
[0035]①将下试样盒13安装在下底座14内，将下透水石18放入下试样盒13中，下透水石18表面铺设滤纸，滤纸上面铺设下试样26，下试样26表面铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0036]②施加砝码25，为下试样26提供IOOkPa固结压力，使下试样26固结，通过上排水孔7和下排水孔17进行排气排水，待固结位移计31指示值小于或等于0.0lmm / h且固结后的下试样26表层超过下试样盒13表层3mm时,下试样26固结完毕；
[0037]③下试样26固结完毕后，卸除IOOkPa固结压力，依次取下顶盖8、上透水石11和滤纸，表层铺设土工合成材料4，然后安装上试样盒6，上试样盒6与下试样盒13之间安装垫块，使得上试样盒6与下试样盒13之间的缝隙在5_之间；
[0038]④上试样盒6内安装上试样12，上试样12表层铺设滤纸，滤纸上面安装上透水石11，上透水石11上面安装顶盖8，顶盖8连接加压轴10 ；
[0039]⑤施加砝码25，为上试样8提供IOOkPa固结压力，使上试样8固结，并通过上排水孔7进行排气排水，待固结位移计31指示值小于或等于0.0lmm / h时，上试样8固结完毕；
[0040]⑥连接下底座14与剪切量力环15，通过剪切步进电机16施加应变式或应力式剪切力，通过剪切位移计30记录剪切力值F，通过剪切位移表28记录下底座14的位移值L，并绘制F-L曲线，当剪切位移表28指示值回弹，记录回弹瞬时指示值，即为该土工合成材料4的抗剪切强度最大值F’。
【权利要求】
1.一种土工合成材料拉拔剪切试验装置，其特征是该装置包括拉拔步进电机(1)，拉拔量力环(2)，上试样盒(6)，加压框架(9)，下试样盒(13)，下底座(14)，剪切量力环(15)，剪切步进电机(16)，加压杠杆(23)，砝码(25)，拉拔步进电机(I)连接拉拔量力环(2)，拉拔位移计(28)连接拉拔量力环(2)，下底座(14)上面安装下试样盒(13)，下试样盒(13)安装有下排水孔(17)，下试样盒(13)上面安装下透水石(18)，通过下排水孔(17)进行排气排水，下透水石(18)上面安装滤纸，滤纸上面安装下试样(26)，下试样(26)与上试样(12)之间铺设土工合成材料(4)，土工合成材料(4)通过夹具(3)和变形夹具(5)固定，上试样(12)上面安装滤纸，滤纸上面安装上透水石(11)，上透水石(11)上面安装顶盖(8)，顶盖(8)安装有上排水孔(7)，上试样盒(6)与下试样盒(13)之间安装有垫块，顶盖(8)与加压轴(10)接触，加压轴(10)与加压框架(9)连接，剪切步进电机(16)连接剪切量力环(15)，通过推动下底座(14)提供剪切力，剪切位移计(28)连接剪切量力环(15)，下底座(14)通过滚珠连接试验平台(27)，试验平台(27)安装有剪切位移表(28)和固结位移计(31)，试验平台(27)连接固定栓(21)，固定栓(21)通过转动轴(20)连接大砝码(19)和加压杠杆(23)，转动轴(20)之间安装有第一吊钩(22)，加压杠杆(23)通过第二吊钩(24)连接砝码(25)。
【文档编号】G01N3/08GK103776696SQ201410072867
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】李志清 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所