[發明專利]一種土工合成材料溫度控制斜剪試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202011591653.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112748023A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 王家全;林志南;梁寧;黃世斌;祝夢柯
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02;G05D23/19
• 代理公司: 廣西中知國華知識產權代理有限公司 45131
• 代理人: 宋業萍

本發明屬于土工室內剪切試驗技術領域，具體為公開了一種土工合成材料溫度控制斜剪試驗裝置及試驗方法，所述試驗裝置包括試驗平臺、試驗土盒、水平加載系統、豎向加載系統、溫度控制系統、數據采集系統、加壓氣缸角度調整推桿和調節控制室。調節控制室內設有計算機控制系統，水平加載系統、豎向加載系統、數據采集系統和加壓氣缸角度調整推桿均與計算機控制系統相連接，實現了荷載的施加、試驗數據的監測記錄以及加壓氣缸角度調整推桿的控制等工作環節。本發明沒有大范圍旋轉的沉重部件，避免了安全隱患，且整體連接穩固、操作容易，可研究豎向荷載作用角度、溫度對土工合成材料剪切特性的影響規律。

【技術領域】

本發明涉及土工室內剪切試驗技術領域，具體涉及一種土工合成材料溫度控制斜剪試驗裝置及試驗方法。

【背景技術】

自土工合成材料發明以來，整個巖土工程領域發生了巨大的變化，土工合成材料作為一種新型的巖土工程材料，將其置于土體內部、表面或各種土體之間，可發揮加強土體強度或維持土體穩定的作用，能夠有效減小土體變形，目前已被廣泛應用于水利、建筑、交通、港口等各個領域。但是在外部荷載作用下，土工合成材料會發生不同形式的剪切破壞，影響加筋土結構的穩定性，縮短加筋土結構的使用壽命。

目前關于土工合成材料的剪切特性的研究主要集中在土工合成材料直剪試驗的研究當中，即土工合成材料與土體間的界面剪切特性是基于土體和土工合成材料水平放置狀態下的界面剪切特性。但隨著實際工程條件的日益復雜，在外部荷載的長期作用下，加筋土結構會形成潛在的破裂面，此時土體與土工合成材料的剪切面之間會呈現一定的角度，使兩者處于受剪狀態，因此對土工合成材料不同角度的剪切特性進行研究是很有必要的，它可為實際工程的設計與施工提供必要的理論依據。此外，傳統的室內剪切試驗未考慮溫度的變化，但在實際工程中，不同地區及季節對應著不同的地表溫度，且土工合成材料與土體直接接觸，因此應考慮溫度對土工合成材料剪切特性的影響程度，它對土工合成材料實際剪切特性的研究十分重要。

【發明內容】

本發明針對上述問題，提供一種土工合成材料溫度控制斜剪試驗裝置及試驗方法，該試驗裝置沒有大范圍旋轉的沉重部件，避免了安全隱患，且整體連接穩固、操作容易，可研究豎向荷載作用角度、溫度對土工合成材料剪切特性的影響規律。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種土工合成材料溫度控制斜剪試驗裝置，包括試驗平臺、試驗土盒、水平加載系統、豎向加載系統、溫度控制系統、數據采集系統、調節控制室和加壓氣缸角度調整推桿，所述試驗土盒、水平加載系統、溫度控制系統和調節控制室均設置于所述試驗平臺上，所述試驗土盒設于所述溫度控制系統內且與所述水平加載系統連接，所述豎向加載系統固設于試驗平臺上且可豎向加載于試驗土盒上；所述加壓氣缸角度調整推桿的一端設于所述試驗平臺上，另一端與所述豎向加載系統連接；所述水平加載系統、豎向加載系統、數據采集系統和加壓氣缸角度調整推桿均與調節控制室連接。

進一步地，所述溫度控制系統包括溫度控制臺、保溫箱、溫度控制元件及溫度監測元件，所述溫度控制臺和保溫箱間隔設于試驗平臺上，所述試驗土盒設于保溫箱內，所述溫度控制元件置于保溫箱內壁并與溫度控制臺連接，用于改變與調節試驗土盒內部溫度，所述溫度監測元件置于試驗土盒內壁并與溫度控制臺連接，用于監測試驗土盒的內部溫度，并及時將溫度信息反映到溫度控制臺。

進一步地，所述保溫箱由相連通的上保溫箱、下保溫箱兩部分組成，所述上保溫箱可拆卸地設于下保溫箱上，所述下保溫箱固定設于試驗平臺上，且下保溫箱的內壁與試驗下土盒外壁之間的距離為10～20cm；所述上保溫箱的形狀有多種，以適應不同角度剪切試驗。