一种冻结根系抗拉力手动测试系统与试验方法技术方案

本发明专利技术提供了一种冻结根系抗拉力测量的手动测试系统与试验方法，属于冻结根系抗拉力测定技术领域，包括控制试验温度的冻融箱，对根系进行拉伸操作的试样处理单元，读取试验数据的读数单元以及提供拉伸力的供力单元。其先进性为该三爪手动测试系统集提供不同温度与手动拉伸功能于一体，使用三爪柔性夹具，减小测量过程中夹具对根系的破坏，仪器简单易操作，从而为不同温度根系的抗拉力科学研究提供试验技术支持。试验技术支持。试验技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种冻结根系抗拉力手动测试系统与试验方法


[0001]本专利技术属于冻结根系抗拉力测试
，具体涉及一种冻结根系抗拉力手动测试系统与试验方法。

技术介绍

[0002]植被固土护坡因其既可以绿化边坡，获得美观的边坡景观，又能增强边坡稳定性，减少滑坡、崩塌等灾害的发生，获得了岩土护坡技术研究人员的广泛关注。植被护坡的关键性作用是根系起到了加筋作用，使得边坡土和根系形成了根土复合体，而根土复合体护坡的关键是植被根系的力学性质。通常，根系的抗拉力越大，则根土复合体对抗边坡剪切力的能力就越强，边坡就越稳定。在寒冷地区，边坡需要经历冻结和融化过程，这个过程的根土复合体的抗剪能力的判断从根本上关系边坡安全性判断。目前，缺乏从低温冻结条件下研究冻结根系抗拉强度的试验技术及方法，导致目前植被根系护坡的理论计算停留在常温计算水平，而在寒区，急需明确冻结根系对边坡保护的作用，类似冻结根系是否具有抗拉力及其抗拉力能达到什么水平的问题急需解决，进而为寒区低温冻结条件下植被固土护坡能力的判断提供数据支持。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种冻结根系抗拉力手动测试系统与试验方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题为基础，该新型手动测试系统集提供不同温度与手动拉伸功能于一体，可以为不同温度根系的抗拉力科学研究提供试验技术支持。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]冻结根系抗拉力手动测试系统，其特征在于，包括控制试验温度的冻融箱6，对根系8进行拉伸操作的试样处理单元，读取试验数据的读数单元以及提供拉伸力的供力单元；
[0006]所述根系8为洗干净且表皮控干水分的植被根系；
[0007]所述对根系8进行拉伸操作的试样处理单元包括固定及保护根系8的三爪柔性夹7和三爪柔性夹11，对三爪柔性夹进行拉伸及固定的长螺母2
‑
1和长螺母2
‑
3，与三爪柔性夹11的尾部通过挂钩14
‑
1连接的钢丝13
‑
2；
[0008]所述长螺母2
‑
1内部包含有螺杆3
‑
1，螺杆3
‑
1左侧与穿过冻融箱6左侧孔洞的手动摇杆1
‑
1固定链接，通过手动摇杆1
‑
1的转动可以带动螺杆3
‑
1在固定长螺母2
‑
1内左右移动；
[0009]所述三爪柔性夹7的根系护臂7
‑
2通过销钉旋转连接在长螺母2
‑
1上，且根系护臂7
‑
2通过钢丝牵引线7
‑
1与轴承5的轴承外圈5
‑
1连接，轴承5的轴承内圈5
‑
2与螺杆3
‑
1头部固定连接的圆柱铁棍26固定连接，这使螺杆3
‑
1的左右移动可以带动三爪柔性夹7的收张；
[0010]所述长螺母2
‑
3与三爪柔性夹11连接，长螺母2
‑
3内部包含有螺杆3
‑
3，与螺杆3
‑
1左右移动可以带动三爪柔性夹7的开张与闭合的设置结构一致，螺杆3
‑
3的左右移动同样可以带动三爪柔性夹11的根系护臂的开张与闭合；
[0011]所述冻融箱6左侧设有固定长螺母2
‑
1的孔洞，右侧留有通过钢丝绳13的孔洞，且右侧孔洞设有密封橡胶圈4
‑
2密封；冻融箱6内部还置有滑槽10
‑
1，滑槽10
‑
1上布置有滑轮9
‑
1，滑轮9
‑
1与三爪柔性夹11固定连接，使得三爪柔性夹11可以通过滑轮9
‑
1依靠滑槽10
‑
1实现左右自由滑动；所述冻融箱6中间上部还安装有双层真空玻璃22，用于观察根系的拉伸情况；所述左侧新型柔性夹7和右侧新型柔性夹11将根系8夹持置于冻融箱6中，冻融箱6可以使根系8处于恒温状态，保证根系8抗拉力不受温度波动的影响。
[0012]所述读数单元包括试验温度读数单元和根系抗拉力读数单元，试验温度读数单元包括温度传感器21和外部显示表21
‑
1，温度传感器21通过导线与外部显示表21
‑
1相连，显示表21
‑
1可以显示温度传感器21传输的冻融箱6内的温度数据；根系抗拉力读数单元包括单向拉力计15、底部装有滑轮的拉力计固定架16、提供滑道的滑槽10
‑
2，所述单向拉力计15固定在底部装有滑轮的拉力计固定架16上，拉力计固定架16安装在滑槽10
‑
2上，从而使得单向拉力计15可以左右滑动；
[0013]所述供力单元包括不可弯折钢丝绳17、特制螺栓滚轮轴承5
‑
2、长螺母2
‑
2、螺杆3
‑
2、手动摇杆1
‑
2、固定架20；所述螺杆3
‑
2置于长螺母2
‑
2内，长螺母2
‑
2固定在固定架20上，螺杆3
‑
2右侧与手动摇杆1
‑
2固定连接，当转动手动摇杆1
‑
2可以实现螺杆3
‑
2在长螺母2
‑
2内的自由移动，螺杆3
‑
2左侧与特制螺栓滚轮轴承27固定连接，特制螺栓滚轮轴承27左侧与不可弯折钢丝绳17固定连接，所述特制螺栓滚轮轴承27可以实现右侧随螺杆3
‑
2的转动而转动，而左侧与不可弯折钢丝绳17保持一致，不进行转动，进而保证单向拉力计15在拉伸或收缩过程中，不用转动而只进行作用移动。
[0014]优选的，所述根系抗拉力的读数单元与供力单元之间设置有弹簧19，弹簧19的左端固定在拉力计固定架16右侧，右端固定在滑道10
‑
2上，当单向拉力计15受到供力单元向右的拉力，根系8同时受力断裂后，弹簧19可以阻止拉力计固定架16向右滑动，从而使拉力计的读数更为准确。
[0015]优选的，所述螺杆3
‑
3尾部两侧带有把手可以对螺杆3
‑
3进行旋转操作；同时，螺杆3
‑
3的尾部中心带有钢丝13
‑
1，钢丝13
‑
1尾部带有挂钩14
‑
1，进而容易与钢丝13
‑
2进行连接。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供一种基于冻结根系抗拉力手动测试系统的试验方法，包括以下步骤：
[0017]1)准备清洗干净并且控干水分的根系8，摇动手动摇杆1
‑
1使左侧三爪柔性夹7固定根系左端，旋转长螺母2
‑
3内螺杆3
‑
3使得右侧三爪柔性夹11固定根系右端。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冻结根系抗拉力手动测试系统，其特征在于，包括控制试验温度的冻融箱(6)，对根系(8)进行拉伸操作的试样处理单元，读取试验数据的读数单元以及提供拉伸力的供力单元；所述根系(8)为洗干净且表皮控干水分的植被根系；所述对根系(8)进行拉伸操作的试样处理单元包括固定及保护根系(8)的三爪柔性夹(7)和三爪柔性夹(11)，对三爪柔性夹进行拉伸及固定的长螺母(2
‑
1)和长螺母(2
‑
3)，与三爪柔性夹(11)的尾部通过挂钩(14
‑
1)连接的钢丝(13
‑
2)；所述长螺母(2
‑
1)内部包含有螺杆(3
‑
1)，螺杆(3
‑
1)左侧与穿过冻融箱(6)左侧孔洞的手动摇杆(1
‑
1)固定链接，通过手动摇杆(1
‑
1)的转动可以带动螺杆(3
‑
1)在固定长螺母(2
‑
1)内左右移动；所述三爪柔性夹(7)的根系护臂(7
‑
2)通过销钉旋转连接在长螺母(2
‑
1)上，且根系护臂(7
‑
2)通过钢丝牵引线(7
‑
1)与轴承(5)的轴承外圈(5
‑
1)连接，轴承(5)的轴承内圈(5
‑
2)与螺杆(3
‑
1)头部固定连接的圆柱铁棍(26)固定连接，这使螺杆(3
‑
1)的左右移动可以带动三爪柔性夹(7)的收张；所述长螺母(2
‑
3)与三爪柔性夹(11)连接，长螺母(2
‑
3)内部包含有螺杆(3
‑
3)，与螺杆(3
‑
1)左右移动可以带动三爪柔性夹(7)的开张与闭合的设置结构一致，螺杆(3
‑
3)的左右移动同样可以带动三爪柔性夹(11)的根系护臂的开张与闭合；所述冻融箱(6)左侧设有固定长螺母(2
‑
1)的孔洞，右侧留有通过钢丝绳(13)的孔洞，且右侧孔洞设有密封橡胶圈(4
‑
2)密封；冻融箱(6)内部还置有滑槽(10
‑
1)，滑槽(10
‑
1)上布置有滑轮(9
‑
1)，滑轮(9
‑
1)与三爪柔性夹(11)固定连接，使得三爪柔性夹(11)可以通过滑轮(9
‑
1)依靠滑槽(10
‑
1)实现左右自由滑动；所述冻融箱(6)中间上部还安装有双层真空玻璃(22)，用于观察根系的拉伸情况；所述左侧新型柔性夹(7)和右侧新型柔性夹(11)将根系(8)夹持置于冻融箱(6)中，冻融箱(6)可以使根系(8)处于恒温状态，保证根系(8)抗拉力不受温度波动的影响。所述读数单元包括试验温度读数单元和根系抗拉力读数单元，试验温度读数单元包括温度传感器(21)和外部显示表(21
‑
1)，温度传感器(21)通过导线与外部显示表(21
‑
1)相连，显示表(21
‑
1)可以显示温度传感器(21)传输的冻融箱(6)内的温度数据；根系抗拉力读数单元包括单向拉力计(15)、底部装有滑轮的拉力计固定架(16)、提供滑道的滑槽(10
‑
2)，所述单向拉力计(15)固定在底部装有滑轮的拉力计固定架(16)上，拉力计固定架(16)安装在滑槽(10
‑
2)上，从而...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清林，高双龙，邵和静，郝宇豪，杨潇飞，钟向东，陈文娟，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：