[發(fā)明專利]土工合成材料拉拔/直剪測試裝置及測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711258312.2
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107976400B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓鵬舉;張凱
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 14100 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 朱源;武建云<國際申請>=<國際公布>=

1.一種土工合成材料拉拔測試裝置，包括底座(9)；其特征在于：所述底座(9)左部安裝立桿(23)，所述立桿(23)上安裝扇形刻度尺(10)，所述扇形刻度尺(10)位于立桿(23)左側(cè)、且扇形刻度尺(10)的一條半徑與立桿(23)軸線平行或重合，所述立桿(23)上位于扇形刻度尺(10)的圓心處活動安裝擺桿(2)的一端，所述擺桿(2)的一端通過單向裝置棘輪止逆器安裝指針(1)、其另一端安裝重錘(3)，所述重錘(3)上設(shè)有掛鉤；

所述底座(9)中部安裝有兩組定滑輪(11)；

所述底座(9)右部中間安裝有軌道(15)，所述軌道(15)上安裝有夾具(7)，所述夾具(7)通過其底部滑輪(21)在軌道(15)上滑動；所述底座(9)右部側(cè)面安裝有水平刻度尺(8)，所述水平刻度尺(8)上套裝有滑套(13)，所述滑套(13)上固定小指針(14)，所述小指針(14)與夾具(7)連接，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動；當(dāng)擺桿(2)位于水平狀態(tài)時(shí)，重錘(3)上的掛鉤和夾具(7)之間連接鋼繩(4)，所述鋼繩(4)穿過兩個(gè)定滑輪(11)之間后分別呈垂直和水平狀態(tài)；

所述底座(9)右端固定安裝下層剪切盒(5b)，所述下層剪切盒(5b)上放置上層剪切盒(5a)，所述下層剪切盒(5b)上表面和上層剪切盒(5a)下表面分別密布有小半球(22)、且上下層的小半球錯位布置；所述下層剪切盒(5b)和上層剪切盒(5a)之間放置土工格柵后用銷釘連接，所述土工格柵的左端被夾具(7)夾持；所述上層剪切盒(5a)上設(shè)有重盒(12)。

2.一種土工合成材料拉拔測試方法，其特征在于：該方法在權(quán)利要求1所述的土工合成材料拉拔測試裝置中實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

(1)、將下層剪切盒安裝于底座，擺放土工格柵，夾具將土工格柵夾好，將小指針與底座的水平刻度尺的0刻度對齊，放上層剪切盒，用銷釘固定兩個(gè)盒子；剪切盒中小半球粒徑0.5mm；

(2)、將沖擊錘擺放到水平位置；

(3)、釋放沖擊錘，沖擊錘在擺過最低點(diǎn)后，通過鋼繩拉動夾具，使夾具產(chǎn)生位移，通過水平刻度尺上小指針的滑動將夾具的位移顯示在水平刻度尺上，記錄夾具產(chǎn)生的位移；同時(shí)，安裝在擺桿上的指針在沖擊錘下擺過程中達(dá)到的最大擺角時(shí)停止，記錄擺桿擺過的角度；

(4)、由擺桿擺錘的長度l，擺過角度θ，沖擊錘質(zhì)量m，求得勢能損失mglcosθ，而夾具滑動的位移為s，由功能關(guān)系，fs＝mglcosθ，求得摩擦系數(shù)f；

(5)、重復(fù)上述步驟三次，求其均值即可認(rèn)為為該土工格柵的摩擦系數(shù)；

(6)、換質(zhì)量不同的沖擊錘，分別求得則土工格柵在粒徑0.5mm土質(zhì)下的摩擦系數(shù)

(7)、換小半球粒徑分別為2mm和20mm的剪切盒，重復(fù)步驟( 1) ～( 6) ，分別得到土工合成材料在粒徑2mm和20mm土質(zhì)下的摩擦系數(shù)f_t-2.0、f_t-20。

3.一種土工合成材料直剪測試裝置，包括底座(9)；其特征在于：所述底座(9)左部安裝立桿(23)，所述立桿(23)上安裝扇形刻度尺(10)，所述扇形刻度尺(10)位于立桿(23)左側(cè)、且扇形刻度尺(10)的一條半徑與立桿(23)軸線平行或重合，所述立桿(23)上位于扇形刻度尺(10)的圓心處活動安裝擺桿(2)的一端，所述擺桿(2)的一端通過單向裝置棘輪止逆器安裝指針(1)、其另一端安裝重錘(3)，所述重錘(3)上設(shè)有掛鉤；

所述底座(9)中部安裝有兩組定滑輪(11)；

所述底座(9)右部側(cè)面安裝有水平刻度尺(8)，所述水平刻度尺(8)上套裝有滑套(13)，所述滑套(13)上固定小指針(14)；所述底座(9)右部固定安裝下層剪切盒(5b)，所述下層剪切盒(5b)上放置上層剪切盒(5a)，所述下層剪切盒(5b)上表面和上層剪切盒(5a)下表面分別密布有小半球(22)、且上下層的小半球錯位布置；所述下層剪切盒(5b)和上層剪切盒(5a)之間放置土工格柵后用銷釘連接，所述土工格柵的右端被位于底座(9)右端的卡具(6)夾持；所述小指針(14)與上層剪切盒(5a)連接，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動；當(dāng)擺桿(2)位于水平狀態(tài)時(shí)，重錘(3)上的掛鉤和上層剪切盒(5a)之間連接鋼繩(4)，所述鋼繩(4)穿過兩個(gè)定滑輪(11)之間后分別呈垂直和水平狀態(tài)；所述上層剪切盒(5a)上設(shè)有重盒(12)。

4.一種土工合成材料直剪測試方法，其特征在于：該方法在權(quán)利要求3所述的土工合成材料直剪測試裝置中實(shí)現(xiàn)，包括如下步驟：

(1)、將下層剪切盒安裝于底座，擺放土工格柵，卡具將土工格柵卡好，放上層剪切盒，將小指針與底座的水平刻度尺上的0刻度對齊，用銷釘固定兩個(gè)盒子；剪切盒中小半球粒徑0.5mm；

(2)、將沖擊錘擺放到水平位置；

(3)、釋放沖擊錘，沖擊錘擺過最低點(diǎn)后通過鋼繩拉動上層剪切盒，使上層剪切盒產(chǎn)生位移，通過刻度尺上小指針的滑動將上層剪切盒的位移顯示在刻度尺上，記錄剪切盒產(chǎn)生的位移；同時(shí)，安裝在擺桿上的指針在沖擊錘下擺過程中達(dá)到的最大擺角時(shí)停止，記錄擺桿擺過的角度；

(4)、由擺桿擺錘的長度l，擺過角度θ，沖擊錘質(zhì)量m，求得勢能損失mglcosθ，而上層剪切盒滑動的位移為s，由功能關(guān)系，fs＝mglcosθ，求得摩擦系數(shù)f；

(5)、重復(fù)上述步驟三次，求其均值即可認(rèn)為為該土工格柵的摩擦系數(shù)；

(6)、換質(zhì)量不同的沖擊錘，分別求的則土工格柵在粒徑0.5mm土質(zhì)下的摩擦系數(shù)

(7)、換小半球粒徑分別為2mm和20mm的剪切盒，重復(fù)步驟1～6，分別得到土工格柵在粒徑2mm和20mm土質(zhì)下的摩擦系數(shù)f_s-2.0、f_s-20。