[發明專利]一種扭剪儀剪切位移測量系統

在審

• 申請號: 201911118440.6
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110907289A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 劉占磊;施建勇;艾英缽
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/22;G01N3/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 范青青

本發明公開了一種扭剪儀剪切位移測量系統，屬于土木工程試驗設備技術領域，包括主機框架、壓盤裝置、拍照裝置，所述壓盤裝置設于主機框架上，所述壓盤裝置包括用于放置試樣的上壓盤與下壓盤，所述上壓盤連接有一用于驅動其上下運動的軸壓系統，所述下壓盤連接有一用于驅動其水平轉動的扭矩系統，拍照裝置，用于測取所述上壓盤與下壓盤內試樣的實時剪切位移量，通過軸壓系統帶動上壓盤內的試樣向下運動與下壓板內的試樣相接觸，扭矩系統驅動下壓板轉動，拍照裝置測取上壓盤與下壓盤內試樣的實時剪切位移量，從而解決了常規土工儀器在進行復合襯墊系統界面剪切試驗時無法實時測量各層材料剪切位移量的弊端。

技術領域

本發明涉及一種扭剪儀剪切位移測量系統，屬于土木工程試驗設備技術領域。

背景技術

隨著經濟發展和城市規模的擴大，不斷增長的城市固體廢棄物產出量和亟待處理廢棄物的積累量成為城市發展中必須解決的難題，在我國現階段最有效的垃圾處理方法是深度填埋。現代衛生填埋工程呈高、大型發展的趨勢，整體穩定性是實現垃圾填埋場衛生安全運營的重要前提，襯墊系統的強度對于填埋場的整體穩定性至關重要，進而以土工合成材料為主組成的襯墊系統界面剪切特性將成為控制現代衛生填埋工程穩定以及平移破壞分析的一個重要因素。現代衛生填埋工程中襯墊系統主要包括：土工膜、土工布、土工網、GCL襯墊等土工合成材料以及砂土、粘土。研究襯墊系統內不同土工材料之間的力學特性，就必須嚴格依照此襯墊系統的組成進行整體剪切試驗。

常規土工儀器在進行復合襯墊系統界面剪切試驗時存在無法實時測量各層材料剪切位移量的弊端。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種扭剪儀剪切位移測量系統。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種扭剪儀剪切位移測量系統，包括與軸壓系統連接的上壓盤、與扭矩系統連接的下壓盤和能夠檢測試樣實時剪切位移量的檢測裝置，所述下壓盤和上壓盤分別設有各自的試樣容置槽；置于上壓盤試樣容置槽中的試樣在軸壓系統的驅動下與置于下壓盤試樣容置槽中的試樣相疊壓，扭矩系統驅動下壓盤旋轉，兩試樣在軸壓系統的輸出的軸向力和扭矩系統輸出的扭轉力的雙重作用下發生扭剪，通過檢測裝置獲取試樣實時剪切位移量。

進一步的，所述檢測裝置包括內部攝像機、周圍攝像機以及同軸設置的外疊環組和內疊環組；所述外疊環組包括多個疊套的外疊環，所述外疊環的外周壁刻有刻度尺，各外疊環上的刻度尺互不遮擋，所述外疊環組的外圍罩接有水浴罩，所述水浴罩的側壁沿軸向設有水浴罩指示線，所述水浴罩指示線位于周圍攝像機的攝像范圍內；所述內疊環組包括多個疊套的內疊環，所述內疊環的內周壁刻有刻度尺，各內疊環上的刻度尺互不遮擋，所述內疊環組的內部還設有內玻璃筒，所述內玻璃筒的筒壁沿軸向設有內玻璃筒指示線，所述內玻璃筒內設有反光鏡，所述內部攝像機通過反光鏡獲取內疊環組上的刻度圖像。

進一步的，所述外疊環組、內疊環組的底部分別連接有萬向輪，所述萬向輪通過萬向輪支架支撐于下壓盤上。

進一步的，所述上壓盤上接觸連接有內疊環擋板和外疊環擋板，內疊環擋板與外疊環擋板相配合形成環狀上壓盤試樣容置槽；扭剪試驗時，內疊環擋板套于內疊環組外周，外疊環擋板套于外疊環組內部。

進一步的，所述下壓盤上接觸連接有內擋圈和外擋圈，所述內擋圈和外擋圈相配合形成環狀下壓盤試樣容置槽，所述上壓盤試樣容置槽與下壓盤試樣容置槽大小相等、槽口相對。

進一步的，所述內疊環擋板、外疊環擋板、內擋圈和外擋圈上均設有多個孔壓傳感器，所述軸壓系統配置有能夠檢測軸壓系統所輸出軸壓力的負荷傳感器，所述扭矩系統配置有能夠檢測扭矩系統輸出扭矩的扭矩傳感器；處理器根據軸壓系統中作動器與負荷傳感器構成的閉環系統來控制軸壓系統所輸出的軸壓力，根據扭矩系統中伺服電機與扭矩傳感器構成閉環系統來控制扭矩系統輸出的扭矩。