[發明專利]一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置

有效

• 申請號: 201410072867.8
• 申請日: 2014-03-03
• 公開（公告）號: CN103776696A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李志清
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種土工試驗裝置，屬于土木(巖土)工程技術領域。

背景技術

土工合成材料廣泛用于加筋土中，可以為巖土體提供均衡應力，并形成一種復合結構體系。隨著我國巖土工程建設的廣泛深入，加筋土技術得到較快的推廣，技術應用遠遠超過理論研究。如何測定土工合成材料在巖土體中的抗拉強度與抗剪切強度，至今還沒有合適的實驗設備進行測量，目前較多的是采用土工合成材料自身的抗拉強度、抗刺破強度等指標進行設計與施工，還沒有形成統一的強度試驗規范與操作流程。該申請就是要發明一種試驗裝置，以適用于多種土工合成材料在多孔介質中的抗拉拔與抗剪切強度特性的試驗測試。

發明內容

本發明目的是提供一種土工合成材料拉拔剪切試驗裝置，解決土工合成材料在多孔介質包括砂土、粉土或粘性土中的抗拉拔特性與抗剪切特性的試驗測試問題。

本發明的技術解決方案，其特征是該裝置包括拉拔步進電機1，拉拔量力環2，上試樣盒6，加壓框架9，下試樣盒13，下底座14，剪切量力環15，剪切步進電機16，加壓杠桿23，砝碼25，拉拔步進電機1連接拉拔量力環2，用于為土工合成材料的拉拔試驗提供應變控制式或應力控制式的拉力，拉拔位移計29連接拉拔量力環2，下底座14上面安裝下試樣盒13，下試樣盒13安裝有下排水孔17，下試樣盒13上面安裝下透水石18，通過下排水孔17進行排氣排水，下透水石18上面安裝濾紙，濾紙上面安裝下試樣26，下試樣26與上試樣12之間鋪設土工合成材料4，土工合成材料4通過夾具3和變形夾具5固定，并通過變形夾具5記錄試驗開始前的位置，上試樣12上面安裝濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8安裝有上排水孔7，并通過上排水孔7進行試樣的排氣排水，上試樣盒6與下試樣盒13之間安裝有墊塊，頂蓋8與加壓軸10接觸，加壓軸10與加壓框架9連接，剪切步進電機16連接剪切量力環15，通過推動下底座14為土工合成材料的抗剪切試驗提供應變控制式或應力控制式的剪切力，剪切位移計30連接剪切量力環15，下底座14通過滾珠連接試驗平臺27，試驗平臺27安裝有剪切位移表28和固結位移計31，試驗平臺27連接固定栓21，固定栓21通過轉動軸20連接大砝碼19和加壓杠桿23，轉動軸20之間安裝有第一吊鉤22，加壓杠桿23通過第二吊鉤24連接砝碼25。

(1)采用該裝置進行土工合成材料抗拉拔試驗的方法如下：

①將下試樣盒13安裝在下底座14內，將下透水石18放入下試樣盒13中，下透水石18表面鋪設濾紙，濾紙上面鋪設下試樣26，下試樣26表面鋪設濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10；

②按試驗要求施加一定數量的砝碼25，為下試樣26提供固結壓力，使下試樣26固結，通過上排水孔7和下排水孔17進行排氣排水，待固結位移計31指示值不大于0.01mm／h且固結后的下試樣26表層超過下試樣盒13表層2-4mm，視為下試樣26固結完畢；

③下試樣26固結完畢后，卸除固結壓力，依次取下頂蓋8、上透水石11和濾紙，表層鋪設土工合成材料4，然后安裝上試樣盒6，上試樣盒6與下試樣盒13之間安裝墊塊，使得上試樣盒6與下試樣盒13之間的縫隙在4-6mm之間；

④上試樣盒6內安裝上試樣12，上試樣12表層鋪設濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10；

⑤按試驗要求施加與第②步相同數量的砝碼25，為上試樣8提供固結壓力，使上試樣8固結，并通過上排水孔7進行排氣排水，待固結位移計31指示值不大于0.01mm／h后，視為上試樣8固結完畢；

⑥依次為土工合成材料4安裝夾具3和變形夾具5，連接土工合成材料4與拉拔量力環2，通過拉拔步進電機1施加應變式或應力式拉力，通過拉拔位移計29記錄拉力值F，通過變形夾具5與下試樣盒13的距離變化記錄土工合成材料4的變形量L，并繪制F-L曲線，當拉拔位移計29指示值回彈，表示土工合成材料4受拉達到峰值，即可獲得土工合成材料4的抗拉拔強度最大值F’。

(2)采用該裝置進行土工合成材料剪切試驗的方法如下：

①將下試樣盒13安裝在下底座14內，將下透水石18放入下試樣盒13中，下透水石18表面鋪設濾紙，濾紙上面鋪設下試樣26，下試樣26表面鋪設濾紙，濾紙上面安裝上透水石11，上透水石11上面安裝頂蓋8，頂蓋8連接加壓軸10；