一种测定土-筋界面摩擦系数的直剪仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于土木工程领域，涉及一种摩擦系数测定装置，具体涉及一种测定 土-筋界面摩擦系数的直剪仪。
【背景技术】
[0002] 加筋土挡墙或加筋土支挡结构，主要依靠土体与拉筋之间产生的摩阻力来限制土 体的变形，改良土体的力学特性，从而达到加筋的效果。其基本原理存在于拉筋与土体之间 的相互摩阻联结之中，只有正确测定土-筋之间的摩擦系数，才能使加筋土挡墙在设计、经 济方面更加趋于合理。
[0003] 伴随着我国公路建设事业的发展，必然要求其对公路附属设施（此处指加筋土挡 墙）在强度、耐久性等方面提出更高的要求。这就要求在设计之初获得的加筋土的各种实 验参数更加符合实际，更加正确。因此，如何获取正确的土-筋摩擦系数，其摩擦系数的测 定方法，以及筋带在土体中的布置方法，一直以来是众多学着研究和争论的焦点。同时，到 目前为止，还没有一套测定土 -筋之间摩擦系数的试验设备，也没有形成统一、规范的试验 操作方法和流程。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的目的在于解决上述技术问题，提供一种结构轻巧、方便操作、受外部 因素影响小以及测量结果精确的测定土-筋界面摩擦系数的直剪仪，该测定仪首次实现了 在试验室测定土-筋界面摩擦系数的可能，解决加筋土土-筋界面摩擦系数试验测试问题。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
[0006] -种测定土-筋界面摩擦系数的直剪仪，包括下部承台、液压仪、以及固定在下部 承台上的步进马达和用于计算摩擦系数的控制器；下部承台上安装有能够在下部平台上水 平移动的下盒，并在步进马达的驱动下移动；下盒上放置有待测筋带，待测筋带上设置有土 体式样；下部承台上还固定有上盖，上盖内安装有液压仪，液压仪均匀的将压力传递给设置 于其下部的土体式样。
[0007] 所述液压仪与土体式样之间设置有薄壁钢板，液压仪通过薄壁钢板将压力均匀地 传递给土体式样。
[0008] 所述下盒的上部开设有方槽，方槽内嵌入厚钢板，待测筋带紧密粘接在厚钢板的 上表面上；下盒通过拉杆与步进马达的输出轴相连。
[0009] 所述下部承台上安装有供下盒水平移动的轨道。
[0010] 所述液压仪的下部与压力传感器相接触，步进马达的前部安装有拉力传感器；压 力传感器和拉力传感器的信号输出端均与控制器的信号输入端相连。
[0011] 所述压力传感器采用JXY-4型压轴式双模土压力传感器，拉力传感器采用SY-S3 型拉力传感器，步进马达采用28BYJ-48型步进马达。
[0012] 所述控制器包括操作面板，以及内部的用于为整个直剪仪提供电源的电源模块和 用于计算摩擦系数的数据处理模块；操作面板上设置有显示器、电源开关、显示屏幕切换按 钮、液压仪控制按钮、步进马达控制按钮、压力传感器开关以及拉力传感器开关；液压仪控 制按钮、步进马达控制按钮、压力传感器开关、拉力传感器开关以及电源开关均通过导线与 相对应的液压仪、步进马达、压力传感器、拉力传感器以及电源模块相连。
[0013] 所述数据处理模块的输入端与拉力传感器和压力传感器相连，输出端与显示器相 连。
[0014] 所述上盖通过蝶形螺母和固定螺栓固定在下部承台上。
[0015] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0016] 本实用新型通过设置带有显示器以及开关按钮的控制设备和带有直剪仪的测试 部件，通过数据处理模块将测试部件上传感器所采集的数据传送给数据处理模块进行简单 的预处理计算，进而得到当前试验条件下的土-筋界面摩擦系数。本实用新型能过模拟不 同温度，不同环境湿度条件下加筋土的土-筋之间的摩阻状态，不论在实验室条件或者实 际原型试验现场条件下，均可进行试验操作，而且能适应的测试筋带范围更广，更切合实际 条件，能更客观的评价加筋土土-筋之间的摩擦状况。本实用新型首次实现了在试验室测 定土-筋界面摩擦系数的可能。同时本实用新型测试仪装置轻便、原理简单、操作简洁、稳 定性好、经济实用，并且具有可重复操作。
[0017] 进一步的，本实用新型薄壁钢板用来均衡液压仪作用在土样上的压力，使压力可 以均匀分布在土样试件上。
[0018] 进一步的，本实用新型厚钢板用来粘结待测筋带或土工格栅，能够防止在剪切过 程中土工格栅发生变形而改变剪切面，保证剪切面始终存在于土样和格栅之间。
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型的主视图；
[0020] 图2为本实用新型的俯视图；
[0021] 图3为本实用新型的左视剖面图；
[0022] 图4为本实用新型的立体图。
[0023] 其中，1为下部承台；2为下盒；3为厚钢板；4为待测筋带；5为土体试样；6为薄壁 钢板；7为JXY-4型压轴式双模土压力传感器；8为液压仪；9为上盖；10为蝶形螺母；11为 固定螺栓；12为步进马达；13为SY-S3型拉力传感器；14为控制器；15为轨道；16为显示 器；17为电源开关；18为连杆；19为屏幕切换按钮；20为液压仪控制按钮；21为步进马达 控制按钮；22为压力传感器开关；23为拉力传感器开关
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明：
[0025] 参见图1至图4,本实用新型包括下部承台以及安装在下部承台上的测量装置，测 量装置包括安装试验试件的直剪仪，以及操作控制设备；直剪仪由三部分组成，包括下部承 台1以及固定于下部承台1上的上盖9、安装待测筋带4的下盒2、对下盒2施加拉力的步 进马达12以及控制器14 ;下部承台1上安装有供下盒水平移动的轨道15,以及固定上盖 9的固定螺栓11 ;上盖9内部安装有液压仪8,用来对土样施加压力，其加压与加压通过导 线与控制设备相连实现，在其下面安装有JXY-4型压轴式双模土压力盒，上盖可以通过螺 母固定于下部承台上面。如图3所示，液压仪8下面与JXY-4型压轴式双模土压力传感器 7相接触，通过薄壁钢板6将压力均匀地传递给土体式样5 ;JXY-4型压轴式双模土压力传 感器，用来采集液压仪施加在土样上的压力，压力信号的输出端与控制设备的显示器相连， 其下部与薄壁钢板相接处。下盒2为内凹方槽，方槽内嵌入厚钢板3,待测筋带4与厚钢板 3紧密粘结；下盒2通过连杆18与步进马达12相连，在施力过程中下盒2沿轨道15前后 移动；SY-S3型拉力传感器13安装在步进马达12前部。控制器14内设置有用于计算摩擦 系数的数据处理模块、显示器16以及为整个直剪仪提供电源的