[發明專利]一種多功能土工合成材料界面直剪儀

無效

• 申請號: 201410239373.4
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN104034606A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 馮世進;吳恒
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬巖土工程技術領域，具體涉及一種可以對土樣、對土與土工織物界面、土工織物之間界面做直剪試驗的多功能土工合成材料界面直剪儀。

背景技術

目前，我國垃圾產量逐年增加，在大多數城市采用填埋的方式處理垃圾的情況下，垃圾填埋場的安全問題越來越重要。現代城市垃圾填埋場中，人工襯墊作為隔滲屏障廣泛應用于底部襯墊系統和封頂系統，這種包含土工織物、土工膜和黏土層的復合襯墊系統能起到很好的防滲作用，但由于覆蓋土層-土工膜、土工織物-土工膜、土工膜-黏土層等界面的抗剪強度比較低，填埋體容易沿這些界面產生滑動，在地震活動的區域，垃圾填埋場面臨著新的動力穩定問題，在地震荷載作用下填埋場可能會沿襯墊系統發生滑動并產生永久位移，從而導致土工膜被拉裂及滲濾液導排系統或氣體收集系統被破壞。研究垃圾土的抗剪強度、土與土工織物界面抗剪強度、土工織物之間界面抗剪強度分析垃圾填埋場的穩定性有重要的意義。

此次發明可以用來試驗研究垃圾土的抗剪強度、土與土工織物界面抗剪強度、土工織物之間界面抗剪強度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種剪切垃圾土，并且能夠剪切土工織物界面的多功能直剪儀。

本發明提出的多功能土工合成材料界面直剪儀，由儀器架1、電動機2、第一傳力梁3、第一豎桿4、橫桿5、第一位移計6、位移計、第一橫梁8、剪切盒蓋9、上剪切盒10、下剪切盒11、孔壓計13、第二傳力梁15、鋼球16、開孔板17、墊塊18、傳力軸19、應力計20、反力軸21、第一固定鐵塊22、第二固定鐵塊23、第三固定鐵塊24、平衡錘25、第四固定鐵塊26、為第二豎桿27、鎖鏈28、第二橫梁29、杠桿30和托盤31組成，其中：

第一橫梁8、第二豎桿27、第二橫梁29、平衡錘25、第四固定鐵塊26、鎖鏈28、杠桿30和托盤31組成豎向加載系統，第一橫梁8底部通過螺栓與第二豎桿27一端連接，第二豎桿27另一端與第二橫梁29通過螺栓連接，第四固定鐵塊26焊接于儀器架1底部，杠桿30一端與第四固定鐵塊26下端連接，使杠桿30可以沿著與第四固定鐵塊26下端的連接處來回轉動，平衡錘25位于第四固定鐵塊26一側，其通過連接桿和鎖鏈28連接杠桿30上端，所述平衡錘25可以沿著與第四固定鐵塊26的連接處轉動，托盤31位于杠桿30一端下方，托盤31和杠桿30之間鉸接；

上剪切盒10位于下剪切盒11上方；上剪切盒10上方設置剪切盒蓋9；電動機2通過螺栓固定于儀器架1上，第一傳力梁3和電動機2采用螺栓連接，第一傳力梁3與下剪切盒11采用螺栓連接。第一豎桿4下端與儀器架1臺面焊接，第一豎桿4上端穿過橫桿5一端的圓孔，并且橫桿5可沿著第一豎桿4上下移動調節高度；橫桿5另一端穿過第一位移計6上端的圓孔，并且第一位移計6可沿著橫桿5水平移動；第二位移計7一端通過螺栓連接電動機2，另一端頂著下剪切盒11；剪切盒蓋9上鉆開有孔洞12，所述孔洞12?的形心距離剪切盒蓋9形心要近，孔壓計13放置于上剪切盒10與下剪切盒11中間，孔壓計13數據由導線通過孔洞12傳到外面；下剪切盒11的一個下角上鉆有一排水孔14，第二傳力梁15與上剪切盒10通過螺栓連接，鋼球16放置于開孔板17上，開孔板17固定于墊塊18上，墊塊18通過螺栓固定于儀器架1上；傳力軸19一端與第二傳力梁15采用螺栓連接，傳力軸19另一端與應力計20采用螺栓連接，應力計20與反力軸21通過螺栓連接，第一固定鐵塊22、第二固定鐵塊23、第三固定鐵塊24均焊接于儀器架1上，傳力軸19一端在第一固定鐵塊22的孔洞中自由穿梭，應力計20位于第二固定鐵塊23上方，其自重由第二固定鐵塊鐵塊23支撐，反力軸21穿過第三固定鐵塊24的孔洞。

本發明中，下剪切盒11底部開孔板17處開有兩道槽，所述鋼球16放置于所述槽上，使得鋼球16上部正好放在槽內滾動，在進行剪切時候，下剪切盒不會發生側向位移。

本發明中，第二豎桿27為2根，開孔板17為2個，第一傳力梁3、15和傳力軸19既能傳遞拉力也能傳遞壓力。

本發明中，當托盤31不放砝碼的時候，由于平衡錘25的作用，可以使得豎向加載系統處于平衡狀態，即第一橫梁8不會對剪切盒提供豎向壓力。

本發明中，試驗操作時，排水孔14連接軟管，用以將下剪切盒11內水引流排出。

本發明提出多功能土工合成材料界面直剪儀在土樣的直剪試驗、土工織物與土界面的直剪試驗或土工織物之間界面的直剪試驗中的應用。

本發明中，此試驗儀器可進行反復剪切，應力計既可以量測到壓力也可以量測到拉力。