本发明专利技术为可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验的装置，所述装置包括模型箱系统；模型箱系统包含由矩形钢板、底板及多个槽钢可拆卸拼接的试验箱，通过槽钢、矩形钢板以及底板的组装和拆卸实现对模型箱内部尺寸的调整，试验箱的上表面由竖向方向荷载施加系统的可伸缩加载板覆盖；所述水平方向拉拔系统通过钢丝拉线、夹具、链杆与待测试的废旧轮胎固定在一起，钢丝拉线绑定废旧轮胎后引出的整股部分和链杆始终在同一直线上，且二者位于夹具的轴线上。该装置既能完成地基承载力实验又能进行拉拔试验，能将轮胎结构整体拔出，且箱体结构能够适用多种轮胎尺寸，适应性强。适应性强。适应性强。
【技术实现步骤摘要】
可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验的装置
[0001]本专利技术涉及土木工程和地质工程试验
，特别涉及可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验的装置。
技术介绍
[0002]近年来，我国每年产生的废旧轮胎数量多年位居世界第一，且年报废量逐年剧增。大量废轮胎堆积不仅占用土地，严重污染自然环境，危害居民健康，对其处理不当会带来严重的环境问题。如何科学、环保、安全、经济地高效回收利用废旧轮胎是亟待解决的重大现实问题。由于具有良好的耐久性、环向抗拉性和胎面摩阻性等特点，废旧轮胎已被应用于加固岩土边坡、挡土墙、路堤和软弱地基等加筋土工程。废旧轮胎加筋土工程已成为解决废旧轮胎回收利用世界性难题的新方案。筋
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土界面力学行为是加筋土工程的核心机理之一。拉拔试验则是测定其被拉物体与周围材料界面参数的重要试验，因此，为掌握废旧轮胎加筋土的加固机理和性能，废旧轮胎与土界面力学特性的测定是至关重要的。
[0003]通常地，为最大限度发挥废旧轮胎对岩土的加固效益，废旧轮胎加筋土是将轮胎水平地排列埋入地下土层中。因此，可以认为废旧轮胎的拉拔试验是一个立体试验，然而当前有关废旧轮胎拉拔试验仪器的专利及文献大都是采用轮胎条或者轮胎片。事实上，废旧轮胎是一个整体，埋入土体后既有水平界面也有竖直界面，因此单纯的采用水力方向的轮胎条或者轮胎片进行拉拔试验势必无法反映整个废旧轮胎与土体的力学特性。此外，现行的加筋土相关技术规范(如《公路土工合成材料应用技术规范(JTG/TD32
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2012)》、《公路路基设计规范(JTGD30
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2015)》和《铁路路基设计规范(TB10001
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2016)》等)尚无废旧轮胎整体拉拔测试的相关条文规定。考虑到，采用废旧轮胎进行土体改良，其改良后的地基承载力则是至关重要的改良指标。埋入土体的轮胎既有可能是单层埋入，也有可能是多层埋入。当前有关废旧轮胎地基承载力的测试装置大都只能进行单类型的试验。如文献《李俊鹏.废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基力学性能研究[D].湖北工业大学,2020.》，使用该仪器只能单纯的进行废旧轮胎加筋土地基承载力的单类型试验，并且该仪器过于庞大，试验步骤亦较为繁琐。因此，如何设计一种试验装置既能进行轮胎整体的拉拔试验也能进行轮胎加筋土地基承载力的测试，最大限度的提高设备利用率，节约成本，同时还能突破试验仪器对轮胎尺寸的限制显得尤为迫切。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是：提供一种可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验的装置，该装置既能完成地基承载力实验又能进行拉拔试验，能将轮胎结构整体拔出，且箱体结构能够适用多种轮胎尺寸，适应性强。
[0005]本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验的装置，采用一种试验装置进行轮胎加筋土地基承载力试验测试及轮胎拉拔试验，该装置包括竖直方向荷载施加系统、水平方向拉拔系统、模型箱系统和数据采
集系统，其特征在于，
[0006]竖直方向荷载施加系统主要用于进行加筋土地基承载力的测试及埋深模拟设置；
[0007]水平方向拉拔系统主要用于筋材拉拔试验的开展；
[0008]所述模型箱系统主要包含可拆卸且带孔的槽钢和矩形钢板及底板、筋材和填料，通过槽钢、矩形钢板以及底板的组装和拆卸实现不同类型室内试验箱体尺寸的调节；
[0009]数据采集系统主要用于采集试验过程中的应力、位移以及相关传感器所产生的数据信息；
[0010]所述的竖直方向荷载施加系统包括反力架(1)、伺服电机Ⅰ(2)、作动器(3)、压头(4)、位移传感器Ⅰ(5)和应力传感器Ⅰ(6)，所述作动器(3)安装在反力架(1)顶部的内侧，所述压头(4)位于作动器(3)的内部，通过作动器(3)中活塞的往复运动实现压头(4)伸缩，进而实现竖直方向荷载的输出和卸载；伺服电机Ⅰ用于提供竖直方向的加载力，伺服电机Ⅰ通过位移传感器I和应力传感器I所反馈的数据进而控制压头的伸缩；
[0011]所述的水平方向拉拔系统包括伺服电机Ⅱ(7)、变速箱(8)、夹具(9)、钢丝拉线(10)、链杆(11)、位移传感器Ⅱ(12)和应力传感器Ⅱ(13)，所述夹具(9)整体为梯形和矩形组合的板状结构，在矩形区域内沿同一直线开设若干圆孔(27)，所有圆孔的圆心连线垂直于拉拔方向，且圆孔的轴线沿夹具厚度方向，圆孔为通孔形式，梯形的长底边与矩形区域连接为一体，梯形的短底边中心侧面设置有用于与链杆11固定在一起的安装孔；
[0012]所述钢丝拉线(10)的一端与废旧轮胎(14)相连且另一端通过若干圆孔与夹具(9)连接，具体连接方式是：钢丝拉线从中间的圆孔进去，然后将钢丝拉线(10)分成股数相当的两部分，每一部分分别从中间圆孔向左、右两侧的其他圆孔依次穿过，在最末端圆孔位置用紧固件(28)插入，达到固定的目的；钢丝拉线的整股部分和链杆(11)始终在同一直线上，且二者位于夹具的轴线上，保证钢丝拉线能拉住轮胎的正中心；所述链杆(11)一端与夹具(9)连接，另一端与变速箱(8)连接，实现对废旧轮胎(14)水平方向拉拔力的施加；
[0013]变速箱(8)与伺服电机II电连接，且二者之间安装有位移传感器Ⅱ(12)和应力传感器Ⅱ(13)，采集水平方向的位移和受力，受伺服电机II的控制。
[0014]所述模型箱系统包含由矩形钢板、底板及多个槽钢可拆卸拼接的试验箱，多个槽钢组成试验箱的左右侧壁，且多个槽钢之间也是可拆卸连接，通过槽钢、矩形钢板以及底板的组装和拆卸实现对模型箱内部尺寸的调整，试验箱的上表面由竖向方向荷载施加系统的可伸缩加载板覆盖；所述水平方向拉拔系统通过钢丝拉线、夹具、链杆与待测试的废旧轮胎固定在一起，钢丝拉线绑定废旧轮胎后引出的整股部分和链杆始终在同一直线上，且二者位于夹具的轴线上。
[0015]夹具上的若干圆孔的圆心连线也可以平行于拉拔方向进行设置，此时若干圆孔和整股的钢丝拉线、链杆均在同一个直线上，钢丝拉线为整股方式依次穿入若干圆孔。
[0016]进一步地，所述的模型箱系统包括若干个槽钢(15)、两个矩形钢板(16)、一个底板(17)、废旧轮胎(14)、可伸缩加载板(18)以及填料(19)，若干个槽钢(15)、两个矩形钢板(16)和一个底板(17)可拆卸连接在一起形成矩形框架结构；每个槽钢的结构均相同，包括翼板和腹板，所述翼板沿长度方向开设多排螺孔(20)，所有槽钢上的所有翼板的螺孔的开设位置均相同；所述槽钢(15)的腹板侧壁面对称开设若干个连接孔(21)，即槽钢腹板的前后侧均开有多个连接孔；
[0017]两个矩形钢板的结构相同，所述矩形钢板(16)靠近其边缘的区域对称开设有多列第一螺孔单元(22)，所述矩形钢板每一竖排的第一螺孔单元中螺孔的数量、形状和尺寸与单侧槽钢的数量、槽钢(15)的腹板侧壁面的连接孔(21)的数量有关，第一螺孔单元中对应一个槽钢腹板侧壁面的一侧所有连接孔为一组，该组螺孔恰好能连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验的装置，采用一种试验装置进行轮胎加筋土地基承载力试验测试及轮胎拉拔试验，该装置包括竖直方向荷载施加系统、水平方向拉拔系统、模型箱系统和数据采集系统，其特征在于，竖直方向荷载施加系统主要用于进行加筋土地基承载力的测试及埋深模拟设置；水平方向拉拔系统主要用于筋材拉拔试验的开展；所述模型箱系统主要包含可拆卸且带孔的槽钢和矩形钢板及底板、筋材和填料，通过槽钢、矩形钢板以及底板的组装和拆卸实现不同类型室内试验箱体尺寸的调节；数据采集系统主要用于采集试验过程中的应力、位移以及相关传感器所产生的数据信息；所述的竖直方向荷载施加系统包括反力架(1)、伺服电机Ⅰ(2)、作动器(3)、压头(4)、位移传感器Ⅰ(5)和应力传感器Ⅰ(6)，所述作动器(3)安装在反力架(1)顶部的内侧，所述压头(4)位于作动器(3)的内部，通过作动器(3)中活塞的往复运动实现压头(4)伸缩，进而实现竖直方向荷载的输出和卸载；伺服电机Ⅰ用于提供竖直方向的加载力，伺服电机Ⅰ通过位移传感器I和应力传感器I所反馈的数据进而控制压头的伸缩；所述的水平方向拉拔系统包括伺服电机Ⅱ(7)、变速箱(8)、夹具(9)、钢丝拉线(10)、链杆(11)、位移传感器Ⅱ(12)和应力传感器Ⅱ(13)，所述夹具(9)整体为梯形和矩形组合的板状结构，在矩形区域内沿同一直线开设若干圆孔(27)，所有圆孔的圆心连线垂直于拉拔方向，且圆孔的轴线沿夹具厚度方向，圆孔为通孔形式，梯形的长底边与矩形区域连接为一体，梯形的短底边中心侧面设置有用于与链杆11固定在一起的安装孔；所述钢丝拉线(10)的一端与废旧轮胎(14)相连且另一端通过若干圆孔与夹具(9)连接，具体连接方式是：钢丝拉线从中间的圆孔进去，然后将钢丝拉线(10)分成股数相当的两部分，每一部分分别从中间圆孔向左、右两侧的其他圆孔依次穿过，在最末端圆孔位置用紧固件(28)插入，达到固定的目的；钢丝拉线的整股部分和链杆(11)始终在同一直线上，且二者位于夹具的轴线上，保证钢丝拉线能拉住轮胎的正中心；所述链杆(11)一端与夹具(9)连接，另一端与变速箱(8)连接，实现对废旧轮胎(14)水平方向拉拔力的施加；变速箱(8)与伺服电机II电连接，且二者之间安装有位移传感器Ⅱ(12)和应力传感器Ⅱ(13)，采集水平方向的位移和受力，受伺服电机II的控制。2.根据权利要求1所述的可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验装置，其特征在于，夹具上的若干圆孔的圆心连线也能平行于拉拔方向进行设置，此时若干圆孔和整股的钢丝拉线、链杆均在同一个直线上，钢丝拉线为整股方式依次穿入若干圆孔。3.根据权利要求1所述的可开展轮胎加筋土地基承载力及轮胎拉拔试验装置，其特征在于，所述的模型箱系统包括若干个槽钢(15)、两个矩形钢板(16)、一个底板(17...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗世林，艾丽菲拉，
申请(专利权)人：长沙学院，
类型：发明
国别省市：
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