大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于实验仪器技术领域，涉及土工压缩实验装置与土工剪切实验装置，具体涉及一种大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪。
【背景技术】
[0002]随着我国城市人口的增长和工业化的不断发展，城市生活垃圾不断增加，生活垃圾的处理已经到了刻不容缓的地步。对于生活垃圾的处理，国内外主要有以下几种方式:填埋、焚烧、生物降解等。其中，填埋技术在当前城市发展中有着得天独厚的优势。填埋法处理城市生活垃圾具有填埋容量大、经济消耗量少等优点，因此国内外采用填埋法处理城市生活垃圾有着广泛应用。填埋场的稳定性主要与生活垃圾的强度指标有关，而强度指标和变形指标密切相关，所以城市生活垃圾的强度与变形之间的相关研究是填埋场稳定性分析的基础。目前，还尚未出现针对填埋体中城市生活垃圾的压缩与直剪关系进行研究的仪器。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪，实现生活垃圾强度与变形特性的实验室测定，填补现有仪器对城市生活垃圾的压缩与直剪关系研究空缺。
[0004]本实用新型包括大型直剪盒装置、加荷测力测位移装置、起吊装置和上封盖。
[0005]所述的大型直剪盒装置包括测试平台和大型剪切盒；所述的大型剪切盒由实验槽、上滤水石板、下滤水石板、上盒和下盒组成；所述测试平台的两端均固定有定位板，测试平台底部铰接有滑轮与内轨道构成滚动副；所述的实验槽底部铰接滑轮与测试平台顶部构成滚动副；实验槽的中心为矩形槽，下滤水石板固定在矩形槽内，下盒固定在下滤水石板上，且下盒的顶面低于实验槽的顶面；所述的上盒置于下盒上；实验槽的外侧壁设有卡口 ；所述的上、下盒中心开设内径相等且同轴设置的圆形通孔；上滤水石板的外径与上盒的圆形通孔孔径相等；上盒与实验槽的卡口相对侧焊有限位块，限位块与测试平台的定位板接触。
[0006]所述的加荷测力测位移装置包括剪切荷载装置和压缩荷载装置；所述的压缩荷载装置尾部固定在钢板上，钢板固定在支座上；压缩荷载装置设有压缩负荷传感器和压缩位移传感器；所述的剪切荷载装置固定在测试平台的定位板上，剪切荷载装置的移动剪切头嵌入实验槽的卡口内；剪切荷载装置设有与内轨道平行的剪切负荷传感器和剪切位移传感器。
[0007]所述的起吊装置包括手拉葫芦和钢架；所述钢架的两侧框架底部均铰接滑轮与外轨道构成滚动副，钢架顶部焊接一个开有挂孔的吊架；所述的手拉葫芦挂在吊架的挂孔中。
[0008]所述上封盖的外径与上、下盒中心的圆形通孔孔径相等；上封盖顶部焊接有压缩立柱和多个吊环。
[0009]所述测试平台、实验槽及上盒的限位块的材料均为钢。
[0010]所述的钢板通过四根钢柱固定在支座上。
[0011]所述压缩荷载装置的移动压缩头头部为球面；所述压缩立柱的顶部开有球形槽，球形槽的内径与压缩荷载装置的移动压缩头头部球面直径相等。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]1、本实用新型可以实现城市生活垃圾的压缩与直剪联合测试；压缩测试是利用压缩荷载装置在较大竖向应力下对城市生活垃圾进行压缩测量，切实模拟填埋场一定深度的生活垃圾的压缩应力状态；直剪测试是利用剪切荷载装置在一定位移范围内测试生活垃圾水平剪应力。
[0014]2、本实用新型弥补了对填埋场中大深度范围城市生活垃圾的压缩与直剪关系研究空缺，为城市生活垃圾在变形过程中的强度测试提供了准确、可靠的测试装置。
[0015]3、本实用新型可应用于工程实践，也可应用于其他特殊土实验室实验，应用范围广。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的整体结构立体图；
[0017]图2为本实用新型中大型直剪装置的装配立体图；
[0018]图3为本实用新型中大型直剪装置的各个零件立体图；
[0019]图4为本实用新型中压缩荷载装置的结构立体图；
[0020]图5为本实用新型中剪切荷载装置的加载示意图；
[0021]图6为本实用新型中上封盖的结构立体图；
[0022]图7为本实用新型中起吊装置的结构立体图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
[0024]如图1所示，大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪，包括大型直剪盒装置、加荷测力测位移装置、起吊装置和上封盖3。
[0025]如图1、2和3所示，大型直剪盒装置包括测试平台1-1和大型剪切盒；大型剪切盒由实验槽1-2、上滤水石板、下滤水石板、上盒1-3和下盒1-4组成；测试平台的两端均固定有定位板，测试平台底部铰接有滑轮与内轨道构成滚动副；实验槽底部铰接滑轮与测试平台1-1顶部构成滚动副；实验槽1-2的中心为矩形槽，下滤水石板固定在矩形槽内，下盒1-4固定在下滤水石板上，且下盒1-4的顶面低于实验槽的顶面；上盒1-3置于下盒1-4上；实验槽1-2的外侧壁设有卡口 ；上、下盒中心开设内径相等且同轴设置的圆形通孔；上滤水石板的外径与上盒1-3的圆形通孔孔径相等；上盒与实验槽1-2的卡口相对侧焊有限位块，限位块与测试平台1-1的定位板接触；测试平台、实验槽1-2及上盒的限位块的材料均为钢。
[0026]如图1、4和5所示，加荷测力测位移装置包括剪切荷载装置4-1和压缩荷载装置
4-2 ;压缩荷载装置4-2尾部固定在钢板上，压缩荷载装置4-2的移动压缩头头部为球面；钢板通过四根钢柱固定在支座上；压缩荷载装置4-2设有压缩负荷传感器和压缩位移传感器5-2 ;剪切荷载装置4-1固定在测试平台的定位板上，剪切荷载装置4-1的移动剪切头嵌入实验槽1-2的卡口内；剪切荷载装置4-1设有与内轨道平行的剪切负荷传感器和剪切位移传感器5-1。
[0027]如图1和7所示，起吊装置包括手拉葫芦2-1和钢架2-2 ;钢架2_2的两侧框架底部均铰接滑轮与外轨道构成滚动副，钢架顶部焊接一个开有挂孔的吊架；手拉葫芦挂在吊架的挂孔中。
[0028]如图6所示，上封盖3的外径与上、下盒中心的圆形通孔孔径相等；上封盖3顶部焊接有压缩立柱和四个吊环；压缩立柱的顶部开有球形槽，球形槽的内径与压缩荷载装置
4-2的移动压缩头头部球面直径相等；四个吊环用于起吊。
[0029]该大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪，工作原理如下:
[0030]试验开始时，先将测试平台1-1沿内轨道从压缩荷载装置4-2下方移出，将试样放入上、下盒内。填料完毕后，将上滤水石板放入上盒的圆形通孔内，用手拉葫芦2-1钩住上封盖3的吊环将上封盖3吊起；沿外轨道移动铁架2-2，上封盖对准上盒的圆形通孔后盖下。待试样固结之后，再将测试平台1-1移回至压缩荷载装置4-2下方，使得压缩立柱的球形槽对准压缩荷载装置4-2的移动压缩头，然后调节压缩荷载装置4-2的移动压缩头至压缩立柱的球形槽内。将剪切负荷传感器、剪切位移传感器5-1、压缩负荷传感器和压缩位移传感器5-2的读数归零，设置好剪切荷载装置4-1和压缩荷载装置4-2的加荷速率以及剪切荷载装置4-1的压缩负荷值后，开始启动压缩荷载装置4-2对上封盖加设定的压缩负荷值，按预定加载规则加载一定时间后压缩荷载装置4-2停止不动，启动剪切荷载装置4-1加剪切荷载，剪切荷载装置4-1的移动剪切头推动测试平台1-1及下盒1-4 ;实验完毕，读取剪切位移传感器5-1、剪切负荷传感器、压缩负荷传感器和压缩位移传感器5-2的记录数据。将多个同样的试样在不同压缩负荷值下进行试验，得到生活垃圾试样在不同压缩负荷值下的剪切应力、压缩应力、剪切变形和压缩变形，并进一步得到剪应力、压应力、剪切应变及压缩应变之间的关系，从而实现大型城市生活垃圾的压缩变形与强度相关关系联合测定。
【主权项】
1.大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪，包括大型直剪盒装置、加荷测力测位移装置、起吊装置和上封盖，其特征在于: 所述的大型直剪盒装置包括测试平台和大型剪切盒；所述的大型剪切盒由实验槽、上滤水石板、下滤水石板、上盒和下盒组成；所述测试平台的两端均固定有定位板，测试平台底部铰接有滑轮与内轨道构成滚动副；所述的实验槽底部铰接滑轮与测试平台顶部构成滚动副；实验槽的中心为矩形槽，下滤水石板固定在矩形槽内，下盒固定在下滤水石板上，且下盒的顶面低于实验槽的顶面；所述的上盒置于下盒上；实验槽的外侧壁设有卡口 ；所述的上、下盒中心开设内径相等且同轴设置的圆形通孔；上滤水石板的外径与上盒的圆形通孔孔径相等；上盒与实验槽的卡口相对侧焊有限位块，限位块与测试平台的定位板接触； 所述的加荷测力测位移装置包括剪切荷载装置和压缩荷载装置；所述的压缩荷载装置尾部固定在钢板上，钢板固定在支座上；压缩荷载装置设有压缩负荷传感器和压缩位移传感器；所述的剪切荷载装置固定在测试平台的定位板上，剪切荷载装置的移动剪切头嵌入实验槽的卡口内；剪切荷载装置设有与内轨道平行的剪切负荷传感器和剪切位移传感器； 所述的起吊装置包括手拉葫芦和钢架；所述钢架的两侧框架底部均铰接滑轮与外轨道构成滚动副，钢架顶部焊接一个开有挂孔的吊架；所述的手拉葫芦挂在吊架的挂孔中； 所述上封盖的外径与上、下盒中心的圆形通孔孔径相等；上封盖顶部焊接有压缩立柱和多个吊环。2.根据权利要求1所述的大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪，其特征在于:所述测试平台、实验槽及上盒的限位块的材料均为钢。3.根据权利要求1所述的大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪，其特征在于:所述的钢板通过四根钢柱固定在支座上。4.根据权利要求1所述的大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪，其特征在于:所述压缩荷载装置的移动压缩头头部为球面；所述压缩立柱的顶部开有球形槽，球形槽的内径与压缩荷载装置的移动压缩头头部球面直径相等。
【专利摘要】本实用新型公开了大型城市生活垃圾的压缩与直剪关系联合测定仪。目前未有研究城市生活垃圾压缩变形与强度相关关系的仪器。本实用新型的测试平台铰接有滑轮与内轨道构成滚动副；实验槽铰接有滑轮与测试平台顶部构成滚动副；下盒通过下滤水石板固定在实验槽中心处的矩形槽内，上盒置于下盒上；上盒焊有限位块与测试平台的定位板接触；压缩荷载装置通过钢板固定在支座上；剪切荷载装置与测试平台固定，其移动剪切头嵌入实验槽的卡口内；压缩荷载装置和剪切荷载装置均设有负荷传感器和位移传感器；钢架底部铰接有滑轮与外轨道构成滚动副，顶部焊接吊架；手拉葫芦挂在吊架上。本实用新型填补现有仪器对生活垃圾的压缩变形与强度相关关系的研究空缺。
【IPC分类】G01N3/24, G01N3/08
【公开号】CN205067245
【申请号】CN201520811323
【发明人】张振营, 丁正坤, 章凌峰, 王樱峰, 吴大志
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月19日