本发明属于土工试验用夹具技术领域，具体涉及一种土工合成材料顶破试验用夹具及其使用方法。
背景技术：
土工合成材料顶破试验是测定其力学性能指标的重要方法，试验原理是将试样夹持在固定基座的夹具内，试验机带动顶杆以一定的速率垂直下移，当接触到试样时，试验机的力传感器开始将数据传送到计算机采集系统，直至试样被顶破，从而得出其最大顶破强力。
在进行顶破试验时，传统夹具的工作原理是将一片环形夹具与固定基座的夹具对接，通过手动拧动螺栓使两片夹具夹紧，从而将夹具间的试样固定，然而该方法操作比较繁琐，耗时费力，且极易出现因夹持力度不够而造成试样滑脱的缺陷。目前，市场上出现一些结构改进的顶破夹具，原理多为采用气缸驱动代替手动来夹紧夹具，该方法虽然操作简便，但是气缸驱动装置整体结构较为笨重、生产成本较高，且气管接头较多，导致接管操作较为复杂，此外，气动装置可控性较差，很难控制夹具的夹紧力度，极易造成夹具变形。
油压千斤顶作为一种驱动装置凭借自身轻便、实用、驱动力高等优点得到广泛应用，本发明结合传统夹具和驱动装置的优点对现有的顶破夹具在结构上进行了改进，将油压千斤顶作为夹具夹紧力的驱动装置解决了手动拧紧螺栓费时费力的难题，且该发明结构简单、操作方便、成本较低，可控性较高。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、成本较低，可控性较高的土工合成材料顶破试验用夹具及使用方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种土工合成材料顶破试验用夹具，包括底座(1)、上夹板(2)、可移动下夹板(3)和油压千斤顶(4)，
在底座(1)上竖直设置多根滑杆(6)；可移动下夹板(3)由下夹板(8)、底盘(9)、中空连杆(10)构成，下夹板(8)和底盘(9)通过中空连杆(10)连接，可移动下夹板(3)的中空连杆(10)套装在滑杆(6)上，可移动下夹板(3)的底盘(9)和底座(1)还通过拉簧(7)连接；所述上夹板(2)固定在滑杆(6)顶端；油压千斤顶(4)放置在底座(1)的轴心处，使底盘(9)与油压千斤顶的活塞杆(13)顶端接触；
在上夹板(2)的中心位置设置有第一圆形通孔(2-1)，在下夹板(8)的中心位置设置有第二圆形通孔(8-1)以及设置在第二圆形通孔(8-1)外圆周的用于放置试样的圆环形凹槽(8-2)；
使用时，将圆柱形土工合成材料试样放入下夹板(8)的圆环形凹槽(8-2)内，然后摇动油压千斤顶的摇杆(15)，使其活塞杆(13)上升将可移动下夹板(3)顶起，直至下夹板(8)与上夹板(2)将土工合成材料试样夹紧。
在上述技术方案中，底座(1)为圆盘形，在底座(1)上竖直设置四根滑杆(6)，可移动下夹板(3)包括四根中空连杆(10)，四根中空连杆(10)的位置与四根滑杆(6)的位置相对应，且中空连杆(10)的内径略大于滑杆(6)的直径，以使四根中空连杆(10)能够滑动套入四根滑杆(6)中。
在上述技术方案中，可移动下夹板(3)的底盘(9)上设置有挂钩螺栓(11)，拉簧(7)底端固定在底座(1)上，拉簧(7)顶端与挂钩螺栓(11)连接。
利用上述土工合成材料顶破试验用夹具进行顶破试验的使用方法，其步骤如下：
①将油压千斤顶(4)放置在底座(1)的轴心处，使得底盘(9)与油压千斤顶的活塞杆(13)顶端接触，并将拉簧(7)与挂钩螺栓(11)连接；
②将上夹板(2)固定在滑杆(6)顶部；
③将圆柱形土工合成材料试样放入下夹板(8)的圆环形凹槽内，然后摇动油压千斤顶的摇杆(15)，使其活塞杆(13)上升将可移动下夹板(8)顶起，直至下夹板(8)与上夹板(2)将土工合成材料试样夹紧；
④启动试验机进行顶破试验，试验机的顶杆透过上夹板(2)的第一圆形通孔对试样施加载荷，逐渐增大载荷直至试样破碎，试验结束后，拧动泄压针阀(14)使油压千斤顶(4)泄压，活塞杆(13)在拉簧(7)拉力和可移动下夹板(3)的自重下复位，可移动下夹板(3)随之下滑，下夹板(8)与上夹板(2)分开。
本发明的优点和有益效果为：
本发明针对现有顶破试验用夹具技术的不足，将油压千斤顶技术与传统顶破夹具技术相结合，对现有顶破试验用夹具进行了改进，主要优点为：(1)将油压千斤顶作为夹具夹紧力的驱动装置解决了手动拧紧螺栓费时费力的难题；(2)利用油压千斤顶轻便、实用、驱动力高等优点，结合传统夹具装卸方便、自重较小等优点解决了一些改进夹具笨重、操作繁琐的问题；(3)该发明结构简单、操作方便、成本较低、利用手动摇杆自由控制千斤顶活塞杆的升降，可有效控制夹紧力的大小，可控性较高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1为底座，2为上夹板，2-1为第一圆形通孔，3为下夹板，4为油压千斤顶，6为滑杆，7为拉簧，8为下夹板，8-1为第二圆形通孔，8-2为圆环形凹槽，9为底盘，10为中空连杆，11为挂钩螺栓，12为油箱，13为活塞杆，14为泄压针阀，15为摇杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，一种土工合成材料顶破试验用夹具，包括底座1、上夹板2、可移动下夹板3和油压千斤顶4，
底座1为圆盘形，在底座1上竖直设置四根滑杆6，底座1上还设置有两根拉簧7；
可移动下夹板3由下夹板8、底盘9、四根中空连杆10、挂钩螺栓11构成，下夹板8和底盘9通过中空连杆10连接，四根中空连杆10的位置与四根滑杆6的位置相对应，且中空连杆10的内径略大于滑杆6的直径，以使四根中空连杆10能够滑动套入四根滑杆6中；
油压千斤顶4由油箱12、活塞杆13、泄压针阀14、摇杆15构成；
将油压千斤顶4放置在底座1的轴心处；将可移动下夹板3的中空连杆10套入滑杆6，使得底盘9与油压千斤顶的活塞杆13顶端接触，并将拉簧7顶端与挂钩螺栓11连接；将上夹板2套在滑杆6顶部，并用螺母固定；
所述上夹板2的中心位置设置有第一圆形通孔2-1，所述下夹板8的中心位置设置有第二圆形通孔8-1以及用于放置试样的圆环形凹槽8-2；
使用时，将圆柱形土工合成材料试样放入下夹板8的圆环形凹槽8-2内，然后摇动油压千斤顶的摇杆15，使其活塞杆13上升将可移动下夹板3顶起，直至下夹板8与上夹板2将土工合成材料试样夹紧。
利用上述土工合成材料顶破试验用夹具进行顶破试验的使用方法，其步骤如下：
①将油压千斤顶4放置在底座1的轴心处，使得底盘9与油压千斤顶的活塞杆13顶端接触，并将拉簧7与挂钩螺栓11连接；
②将上夹板2固定在滑杆6顶部；
③将圆柱形土工合成材料试样放入下夹板8的圆形凹槽内，然后摇动油压千斤顶的摇杆15，使其活塞杆13上升将可移动下夹板顶起，直至下夹板8与上夹板2将土工合成材料试样夹紧；
④启动试验机进行顶破试验，试验机的顶杆透过上夹板2的第一圆形通孔对试样施加载荷，逐渐增大载荷直至试样破碎，试验结束后，拧动泄压针阀14使油压千斤顶4泄压，活塞杆13在拉簧7拉力和可移动下夹板3的自重下复位，可移动下夹板3随之下滑，下夹板与上夹板分开。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。