【技术实现步骤摘要】
土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置及方法
本专利技术涉及土工膜应力测量装置及方法,具体涉及一种土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置及方法。
技术介绍
土工膜因具有防渗性能好、适应变形能力强、工程造价低及施工速度快等优点,已广泛应用于大坝、库盘、蓄水池、垃圾填埋场等防渗工程。土工膜在工程中做为防渗结构,受到水压力作用势必产生拉伸变形,所以土工膜的拉伸变形特性是人们最为关心的材料特性之一。目前,土工膜拉伸变形特性测试的试验方法主要有单向条带拉伸试验与等轴气胀试验两种。单向条带拉伸试验中,试样为单向拉伸应力状态,试样变形无侧向限制,这与土工膜在工程真实工作中应力应变状态相差较大,同时拉伸时容易出现“颈缩”现象而导致材料的延伸率被高估;等轴气胀试验是采用土工膜圆形试样,周边用环形夹具固定,在试样一侧施加气压,使试样在气压的作用下逐渐膨胀直到破坏的试验方法。虽然等轴气胀试验中试样处于正交双向应力应变状态,但是由于等轴气胀试验试样为圆形故其双向应力应变均相等,所以无法进行双向不等拉伸条件下土工膜的拉伸特性试验。目前已有不少学者采用长短轴不等的椭圆土工膜试样进行非等轴气胀试验,但是由于试样长短轴不同,所以两个正交方向上的应力应变也均不同,虽然试样应变可以采用数字图像分析等手段测得,但是由于两个正交方向上的应力大小不同,仅依靠一个力平衡方程建立的气压与两个方向未知应力的关系,是无法得出每个方向上应力的大小。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的目的是提供一种土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置及 ...
【技术保护点】
1.一种土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置,其特征在于,包括立柱,所述立柱上固定有非等轴椭圆夹具(1),所述非等轴椭圆夹具(1)包括可拆卸连接的上夹片和下夹片,所述下夹片中心开设有气孔,所述气孔通过气管连接气压加载和反馈控制装置,所述上夹片和下夹片之间放置有土工膜试样(2),所述土工膜试样(2)中心设有标记图形,所述非等轴椭圆夹具(1)上方通过支架(3)固定有位移计(4)和第一摄像头(6),所述位移计的探针(5)头部与所述土工膜试样(2)中心标记图形对应相同,土工膜试样的长轴和短轴对应的位置设置有第二摄像头(8)和第三摄像头(7),所述位移计(4)、第一摄像头(6)、第二摄像头(8)和第三摄像头(7)均与数据记录与处理装置信号连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置,其特征在于,包括立柱,所述立柱上固定有非等轴椭圆夹具(1),所述非等轴椭圆夹具(1)包括可拆卸连接的上夹片和下夹片,所述下夹片中心开设有气孔,所述气孔通过气管连接气压加载和反馈控制装置,所述上夹片和下夹片之间放置有土工膜试样(2),所述土工膜试样(2)中心设有标记图形,所述非等轴椭圆夹具(1)上方通过支架(3)固定有位移计(4)和第一摄像头(6),所述位移计的探针(5)头部与所述土工膜试样(2)中心标记图形对应相同,土工膜试样的长轴和短轴对应的位置设置有第二摄像头(8)和第三摄像头(7),所述位移计(4)、第一摄像头(6)、第二摄像头(8)和第三摄像头(7)均与数据记录与处理装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置,其特征在于,所述上夹片为空心椭圆环,下夹片为实心椭圆片。
3.根据权利要求1所述的土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置,其特征在于,所述气压加载和反馈控制装置包括气压泵(9-2)和气压控制反馈器(9-1),所述气压泵(9-2)和气压控制反馈器(9-1)电连接。
4.根据权利要求1所述的土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置,其特征在于,所述标记图形为正四边形,所述位移计的探针头部为与标记图形相同的正四边形金属片。
5.根据权利要求1所述的土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置,其特征在于,所述数据记录与处理装置由计算机(10-2)和数据记录模块(10-1)构成。
6.一种如权利要求1所述的土工膜非等轴气胀试验双向不等应力测量装置的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将土工膜试样(2)通过非等轴椭圆夹具(1)固定,下夹片中心的气孔通过气管与气压加载和反馈控制装置中的气压泵(9-1)连接;
(2)移动支架的位置,使得位移计的探针(5)头部的金属片与土工膜试样标记图形相互重合;
(3)气压加载与反馈控制装置对土工膜试样缓慢加载气压,并根据位移计(4)记录的土工膜试样中心点升高的速率来控制气压的加载速率,气压加载速率应使得试样中心点升高的速率不大于2mm/min,第一摄像头记录标记四边形四个顶点在水平面上的位置变化轨迹,第二摄像头(8)记录垂直长...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜晓桢,田晓丹,陆阳洋,李小梅,
申请(专利权)人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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