一种土工合成材料接触面摩擦强度测试方法技术

技术编号:12266064 阅读:77 留言:0更新日期:2015-10-31 11:57
一种土工合成材料接触面摩擦强度测试方法,其特征是采用一种试验装置进行土工合成材料接触面摩擦强度参数获取,该装置包括反力架(1),加载框架(2),第一伺服电机(3),第二伺服电机(4),载样台(5),上剪切盒(6),下剪切盒(7),轨道车(8),水平滑轨(17),水平加载轴(22),垂直加载轴(25)等。通过不同垂直荷载作用下土工合成材料与地质体间相互作用,获取斜截面上的正应力与剪切应力,从而获取其摩擦强度参数。该方法可用于土木工程或地质工程中遇到的各种土工合成材料包括土工织物、土工膜、土工布、土工格栅、土工网、土工垫、土工特种材料和土工复合材料等与地质体之间的摩擦强度参数的获取。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种土工测试方法,属于土木工程或地质工程领域中涉及土工合成材料 与地质体间摩擦强度测试领域。
技术介绍
土工合成材料广泛用于土木工程或地质工程领域中,可以为岩土体提供均衡应 力,并形成一种复合结构体系。随着我国岩土工程建设的广泛深入,加筋土技术、垃圾填埋 场衬垫防污染技术等得到较快的推广,技术应用远远超过理论研究。如何测定土工合成材 料在岩土体边坡中的摩擦强度,至今还没有合适的实验设备进行测量,目前较多的是采用 土工合成材料水平抗剪强度等指标进行设计与施工,显然不能满足土工合成材料或土工织 物等铺设于斜坡之上的应力环境要求。该专利技术就是一种可以在斜坡上铺设土工合成材料, 并测试其与地质体之间的摩擦强度的一种试验方法,可适用于各种土工合成材料包括土工 织物、土工格栅、土工布、土工膜、土工垫、土工复合材料等的摩擦强度特性测试。
技术实现思路
本专利技术目的是提供,用于解决土工合 成材料或土工织物与地质体间接触面的摩擦强度测试,为工程实践提供技术参数。 本专利技术的技术解决方案,其特征是采用一种试验装置,进行土工合成材料接触面 摩擦强度参数获取,该试验装置包括反力架1,加载框架2,第一伺服电机3,第二伺服电机 4,载样台5,上剪切盒6,下剪切盒7,轨道车8,垂直位移计9,第一垂直滑轨10,上盒试样 11,滚珠轴排12,下盒扩展板13,下盒试样14,第一千斤顶15,第一支撑底座16,水平滑轨 17,第二支撑底座18,第二千斤顶19,传力杆20,连接端头21,水平加载轴22,水平位移计 23,第一侧限柱24,垂直加载轴25,加压板26,第二侧限柱27,伸缩臂28,第三侧限柱29,第 二垂直滑轨30。第一伺服电机3连接垂直加载轴25,垂直加载轴25提供垂直压力,位于加 压板26上面,加压板26连接垂直位移计9,加压板26位于上盒试样11的顶面,上剪切盒6 由第一侧限柱24和第二侧限柱27固定,第一侧限柱24连接第一垂直滑轨10,第二侧限柱 27通过伸缩臂28与第三侧限柱29相连,第三侧限柱29连接第二垂直滑轨30,上剪切盒6 通过滚珠轴排12对准下剪切盒7,上剪切盒6内安装上盒试样11,下剪切盒7内安装下盒 试样14,下剪切盒7连接下盒扩展板13,下剪切盒7连接轨道车8,轨道车8可沿水平滑轨 17移动到载样台5之上,水平滑轨17与加载框架2连接,第一千斤顶15连接第一支撑底 座16,第二千斤顶19连接第二支撑底座18,下剪切盒7连接传力杆20和水平位移计23, 连接端头21与水平加载轴22对准,水平加载轴22连接第二伺服电机4。上剪切盒6尺寸 为长500mm宽500臟,连接第一侧限柱24 -侧的上剪切盒6的盒壁高为445臟,连接第二侧 限柱27 -侧的上剪切盒6的盒壁高为155mm,下剪切盒7尺寸为长500mm宽500mm,连接下 盒扩展板13 -侧的下剪切盒7的盒壁高为155mm,连接传力杆20 -侧的下剪切盒7的盒 壁高为445mm,滚珠轴排12倾角为30°,上剪切盒6和下剪切盒7均采用质量轻强度高的 合金材料,且进行阳极电镀防腐处理,上剪切盒6和下剪切盒7的内壁四个角为圆形设计, 圆角半径为30mm~60mm,上剪切盒6可以沿下盒扩展板13滑动,第一侧限柱24可以沿第 一垂直滑轨10垂直滑动,第三侧限柱29可以沿第二垂直滑轨30垂直滑动,第一伺服电机 3和第二伺服电机4通过反力架1施加力,反力架1和加载框架2以及加压板26均采用高 强度不锈钢材料,加压板26与上剪切盒6间的缝隙间隔为2_~4_,滚珠轴排12、下盒扩 展板13和水平滑轨17均为高强度不锈钢材料,且表面均涂有特富龙材料。第一伺服电机 3和第二伺服电机4均可以进行快进快退操作,也可以进行匀速应变加载和应力加载,应变 剪切速率为〇? 02~5. 00mm/min,最大出力可达1000kN,出力测量精度可达0? 5%FS,应力 剪切速率为100~600kN/min。垂直位移计9的最大量程为150mm,测量精度可达1mm,水平 位移计23的最大量程为170mm,测量精度可达1mm。 采用该试验装置进行土工合成材料接触面摩擦强度测试的方法如下: (1)按照一定含水量、含石量与密度要求,称取相应质量的土体、碎石和水,将土 体、碎石、水三者混合均匀,成为混合料,分成均匀的三份备用; (2)将轨道车8移至载样台5上,将上剪切盒6经由滚珠轴排12对齐下剪切盒7, 将第一份混合料装入下剪切盒7中,将加压板26置于混合料上,将轨道车8移至垂直加载 轴25正下方,启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18 分别与加载框架2接触,使轨道车8悬空,开动第一伺服电机3,使垂直加载轴25接触加压 板26顶帽,按要求施加垂直压力F,待垂直位移计9显示达到要求的密度时对应的位移值, 停止加载; (3)开动第一伺服电机3,卸载使垂直加载轴25离开加压板26顶帽,启动第一千 斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2脱离, 使轨道车8与水平滑轨17接触,将轨道车8移至载样台5上,取出加压板26,将混合料拉 毛,装入第二份混合料,将加压板26置于混合料上,将轨道车8移至垂直加载轴25正下方, 启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框 架2接触,使轨道车8悬空,开动第一伺服电机3,使垂直加载轴25接触加压板26顶帽,按 要求施加垂直压力F,待垂直位移计9显示达到要求的密度时对应的位移值,停止加载; (4)开动第一伺服电机3,卸载使垂直加载轴25离开加压板26顶帽,启动第一千 斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框架2脱离, 使轨道车8与水平滑轨17接触,将轨道车8移至载样台5上,取出加压板26,将混合料拉 毛,装入第三份混合料,将加压板26置于混合料上,将轨道车8移至垂直加载轴25正下方, 启动第一千斤顶15和第二千斤顶19,将第一支撑底座16和第二支撑底座18分别与加载框 架2接触,使轨道车8悬空,开动第一伺服电机3,使垂直加载轴25接触加压板26顶帽,按 要求施加垂直压力F,待垂直位移计9显示达到要求的密度时对应的位移值,保持垂直压力 F不变; (5)将第一侧限柱24和第二侧限柱27分别与上剪切盒6连接,将第二侧限柱27 通过伸缩臂28与第三侧限柱29连接,使上剪切盒6固定,启动第二伺服电机4,使水平加载 轴22与连接端头21相连,按要求的等应变速率通过传力杆20施加拉力,使下剪切盒7向 第二伺服电机4方向移动,保持上剪切盒6水平方向固定,上剪切盒6通过第一垂直滑轨10 和第二垂直滑轨30向下滑动,使垂直加载轴25输出压力按照F' =F-Ttg30°变化,滚珠 轴排12沿下盒扩展板13滑动,以避免上剪切盒6内部的上盒试样11漏出; (6)待水平位移增大到75mm时停止试验,通过垂直加载轴25使第一伺当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/52/CN105004666.html" title="一种土工合成材料接触面摩擦强度测试方法原文来自X技术">土工合成材料接触面摩擦强度测试方法</a>

【技术保护点】
一种土工合成材料接触面摩擦强度测试方法,其特征是采用一种试验装置进行土工合成材料接触面摩擦强度测试,该装置包括反力架(1),加载框架(2),第一伺服电机(3),第二伺服电机(4),载样台(5),上剪切盒(6),下剪切盒(7),轨道车(8),垂直位移计(9),第一垂直滑轨(10),上盒试样(11),滚珠轴排(12),下盒扩展板(13),下盒试样(14),第一千斤顶(15),第一支撑底座(16),水平滑轨(17),第二支撑底座(18),第二千斤顶(19),传力杆(20),连接端头(21),水平加载轴(22),水平位移计(23),第一侧限柱(24),垂直加载轴(25),加压板(26),第二侧限柱(27),伸缩臂(28),第三侧限柱(29),第二垂直滑轨(30);第一伺服电机(3)连接垂直加载轴(25),垂直加载轴(25)提供垂直压力,位于加压板(26)上面,加压板(26)连接垂直位移计(9),加压板(26)位于上盒试样(11)的顶面,上剪切盒(6)由第一侧限柱(24)和第二侧限柱(27)固定,第一侧限柱(24)连接第一垂直滑轨(10),第二侧限柱(27)通过伸缩臂(28)与第三侧限柱(29)相连,第三侧限柱(29)连接第二垂直滑轨(30),上剪切盒(6)通过滚珠轴排(12)对准下剪切盒(7),上剪切盒(6)内安装上盒试样(11),下剪切盒(7)内安装下盒试样(14),下剪切盒(7)连接下盒扩展板(13),下剪切盒(7)连接轨道车(8),轨道车(8)可沿水平滑轨(17)移动到载样台(5)之上,水平滑轨(17)与加载框架(2)连接,第一千斤顶(15)连接第一支撑底座(16),第二千斤顶(19)连接第二支撑底座(18),下剪切盒(7)连接传力杆(20)和水平位移计(23),连接端头(21)与水平加载轴(22)对准,水平加载轴(22)连接第二伺服电机(4);上剪切盒(6)尺寸为长500mm宽500mm,连接第一侧限柱(24)一侧的上剪切盒(6)的盒壁高为445mm,连接第二侧限柱(27)一侧的上剪切盒(6)的盒壁高为155mm,下剪切盒(7)尺寸为长500mm宽500mm,连接下盒扩展板(13)一侧的下剪切盒(7)的盒壁高为155mm,连接传力杆(20)一侧的下剪切盒(7)的盒壁高为445mm,滚珠轴排(12)倾角为30°,上剪切盒(6)和下剪切盒(7)均采用质量轻强度高的合金材料,且进行阳极电镀防腐处理,上剪切盒(6)和下剪切盒(7)的内壁四个角为圆形设计,圆角半径为30mm~60mm,上剪切盒(6)可以沿下盒扩展板(13)滑动,第一侧限柱(24)可以沿第一垂直滑轨(10)垂直滑动,第三侧限柱(29)可以沿第二垂直滑轨(30)垂直滑动,第一伺服电机(3)和第二伺服电机(4)通过反力架(1)施加力,反力架(1)和加载框架(2)以及加压板(26)均采用高强度不锈钢材料,加压板(26)与上剪切盒(6)间的缝隙间隔为2mm~4mm,滚珠轴排(12)、下盒扩展板(13)和水平滑轨(17)均为高强度不锈钢材料,且表面均涂有特富龙材料;第一伺服电机(3)和第二伺服电机(4)均可以进行快进快退操作,也可以进行匀速应变加载和应力加载,应变剪切速率为0.02~5.00mm/min,最大出力可达1000kN,出力测量精度可达0.5%FS,应力剪切速率为100~600kN/min;垂直位移计(9)的最大量程为150mm,测量精度可达1mm,水平位移计(23)的最大量程为170mm,测量精度可达1mm,采用该装置进行土工合成材料接触面摩擦强度测试的方法如下:①按照一定含水量、含石量与密度要求,称取相应质量的土体、碎石和水,将土体、碎石、水三者混合均匀,成为混合料,分成均匀的三份备用;②将轨道车(8)移至载样台(5)上,将上剪切盒(6)经由滚珠轴排(12)对齐下剪切盒(7),将第一份混合料装入下剪切盒(7)中,将加压板(26)置于混合料上,将轨道车(8)移至垂直加载轴(25)正下方,启动第一千斤顶(15)和第二千斤顶(19),将第一支撑底座(16)和第二支撑底座(18)分别与加载框架(2)接触,使轨道车(8)悬空,开动第一伺服电机(3),使垂直加载轴(25)接触加压板(26)顶帽,按要求施加垂直压力F,待垂直位移计(9)显示达到要求的密度时对应的位移值,停止加载;③开动第一伺服电机(3),卸载使垂直加载轴(25)离开加压板(26)顶帽,启动第一千斤顶(15)和第二千斤顶(19),将第一支撑底座16)和第二支撑底座(18)分别与加载框架(2)脱离,使轨道车(8)与水平滑轨(17)接触,将轨道车(8)移至载样台(5)上,取出加压板(26),将混合料拉毛,装入第二份混合料,将加压板(26)置于混合料上,将轨道车(8)移至垂直加载轴(25)正下方,启动第一千斤顶(15)和第...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李志清
申请(专利权)人:中国科学院地质与地球物理研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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