[發明專利]輪胎加筋土結構拉拔模型兩用試驗裝置及試驗測量方法

有效

• 申請號: 201310696149.3
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103674706A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 李麗華;劉德富;肖本林;肖衡林;陳輪;馬強;崔惜琳;何俊;楊智勇;宋桂紅;黃彩萍;楊超
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/10
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于巖土工程模型試驗領域，具體涉及一種輪胎加筋土結構拉拔模型兩用試驗裝置及試驗測量方法。

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背景技術

廢舊輪胎加筋土結構，抗震性好，耐久性優良，施工簡便，成本低廉，經濟環保，在工程實踐中具有廣闊的應用前景。輪胎加筋土結構中，加筋材料的變形特性、輪胎串的抗拉斷、抗拔出等因素都將影響加筋土結構的穩定性和變形特性，筋土相互作用界面的抗拉拔性能及有效錨固長度、連接方式、上覆荷載等因素的影響是探討加筋土工作性狀、破壞模式和加筋機理的關鍵，是加筋土結構設計的前提和基礎。由于廢舊輪胎加筋結構中加筋材料特殊、尺寸較大，研究相對較為困難，常規土工合成材料加筋試驗裝置難以滿足廢舊輪胎加筋機理試驗的要求。另外，加筋單元體試驗和小比例模型試驗難以全面反映原型真實特性，現場試驗邊界條件不易控制，精確測量難以實現。

廢舊輪胎加筋柔性較好，具有良好的變形適應性能，水平布置的加筋輪胎原始狀態呈圓形，在與土相互作用中，受力變為不規則的近橢圓形，變形相對較大。使用傳統的應變片、位移計等應變、位移測量手段，難以滿足輪胎應變、變形的測量要求，使得輪胎的應力應變分析變得相當困難。而輪胎的應力應變特性影響筋土界面抗剪強度、抗拔阻力值，加筋土變形量的控制，進而影響到加筋土結構整體穩定性。當前加筋土結構模型試驗和拉拔試驗中采用的測量方法，難以在輪胎加筋土結構中發揮作用。

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發明內容

本發明目的在于克服現有加筋土模型試驗技術上存在的缺點和不足，為輪胎等特殊加筋土結構以及常規加筋土結構加筋機理的研究提供一種用于試驗的裝置及試驗測量方法。

本發明的裝置所采用的技術方案是：一種輪胎加筋土結構拉拔模型兩用試驗裝置，其特征在于：包括模型系統、加載系統和測量系統；

所述的模型系統由模型箱和反力裝置組成，所述的模型箱前后兩側面由模型框架主體組成，所述的模型框架主體由四根橫向角鋼和四根豎向角鋼焊接而成，所述的模型箱左右兩側面及底面由木質模型隔板嵌入所述的橫向角鋼和豎向角鋼內側密封，所述的模型框架主體的中空部分用玻璃質模型隔板嵌入所述的橫向角鋼和豎向角鋼內側密封，所述的木質模型隔板和玻璃質模型隔板用于水平加勁鋼肋和豎向加勁鋼肋加固以增強模型裝置剛度；所述的反力裝置安裝在反力裝置梁框架內，所述的反力裝置梁框架由四根豎梁、兩根縱梁以及三根橫梁構成，三根橫梁分別固定在兩根縱梁的兩端和中間，所述的四根豎梁對稱地焊接在所述的模型箱前后兩側面的上部橫向角鋼上；

所述的加載系統包括豎向加載子系統和水平加載子系統，所述的豎向加載子系統包括油壓千斤頂和加載板，所述的加載板安裝在所述的模型箱內部，所述的油壓千斤頂安裝在所述的加載板上，位于所述的反力裝置梁框架內；所述的水平加載子系統包括拉拔荷載施加系統和第一拉線，所述的拉拔荷載施加系統通過所述的拉線與加筋輪胎連接，施加水平荷載；

所述的測量系統包括位移測量系統和第二拉線，所述的位移測量系統通過所述的第二拉線與加筋輪胎連接，用于測量所述的第二拉線的位移。

作為優選，所述的第一拉線、第二拉線均為鋼絲繩。

作為優選，所述的鋼絲繩套設在塑料小軟管內，所述的塑料小軟管內充填黃油以加強潤滑。

作為優選，所述的模型箱內側面敷設有四氟乙烯膜或涂敷潤滑劑以減小填土與側壁之間的摩擦。

作為優選，所述的加筋輪胎串聯構成加筋輪胎層。

作為優選，所述的反力裝置、反力裝置梁框架、油壓千斤頂均設置有四個。

本發明的方法所采用的技術方案是：一種輪胎加筋土結構拉拔模型試驗測量方法，其特征在于：

所述的拉拔試驗和模型試驗的荷載均由油泵壓力表讀??；

所述的裝置的內壓力由土壓力盒讀??；

所述的模型試驗中填土側面變形采用示蹤標記法讀取，坡面位移采用圖像采集法讀取；所述的拉拔試驗中輪胎變形采用位移測量系統量測；

所述的模型試驗，在填筑過程中，所述的模型箱的玻璃質模型隔板與填土間布置有色鋼珠，并標注實驗前有色鋼珠的初始坐標，試驗過程中根據加載方案標注鋼珠位置，以此確定模型試驗側面位移；

所述的模型試驗，在填筑完成后，按設計間距在填土斜坡上布置有色鋼珠網，所述的裝置外的固定位置設置有相機，試驗過程中不斷拍攝有色鋼珠，通過圖像處理確定模型試驗斜坡位移；