现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置及方法，包括试验箱系统、拉伸轨道、拉伸传力系统、溶液环境系统和数据采集系统。试验箱系统包括试验箱和试验平台；拉伸轨道包括固定导轨和至少一节移动导轨，移动导轨底部设有能折叠的支撑杆。溶液环境系统包括伸缩式溶液箱和现场溶液；拉伸传力系统包括夹具、拉伸件和拉伸驱动机构；数据采集系统包括水平位移计、拉力传感器和数据采集仪。本发明专利技术适用于测试现场溶液环境下多种土工合成材料的拉伸性能，操作快捷、便于携带，特别适用于需当场取样测试的情况，也可用于常规无溶液环境下的土工合成材料现场或室内拉伸试验。验。验。

【技术实现步骤摘要】
现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及土工合成材料性能测试
，特别是一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置及方法。

技术介绍

[0002]土工膜、土工布、土工管材和土工网垫等土工合成材料具有适用性强、施工方便、工程造价低等优点，广泛应用于垃圾填埋场、污水管道、化学池和溶解池等工程中。无论是新建工程还是已建工程，一般需要对工程中使用到的土工合成材料进行（定期）力学特性现场抽样测试，特别是处于垃圾液、污水等腐蚀性和污染性溶液环境中的土工合成材料，以评价其是否满足设计和运行要求。其中，抗拉强度和延伸率是土工合成材料最为重要的力学指标，需要通过拉伸试验测试得到。
[0003]现有的测试方法一般为实验室内采用万能电子试验机进行测试，存在以下不足之处：1）常规拉伸试验仪不具有溶液拉伸环境，无法测试材料处于酸、碱、垃圾液和污水等溶液中的拉伸力学性能。
[0004]2）常规试验仪的拉伸空间固定，拉伸轨道长度有限导致其拉伸距离往往不能满足延伸性能优越的PVC土工膜等材料试样拉断所需的距离。
[0005]3）常规室内拉伸试验，需要从工程实地取样运回检测，花费时间长，测试费用高，且无法确保与现场一致的温度、湿度、风速等环境条件，会造成材料参数测试误差。
[0006]因此有必要研制一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，便于携带、操作方便，在工程现场进行组装和调试后，可立即取样进行现场溶液环境下的拉伸试验，并快速获取结果，亦可在现场开展无溶液环境下的常规拉伸试验。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置及方法，该现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置及方法便于携带、操作方便，能在工程现场进行组装和调试后，立即取样进行现场溶液环境下的拉伸试验，并快速获取结果，亦能在现场开展无溶液环境下的常规拉伸试验。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，包括试验箱系统、拉伸轨道、拉伸传力系统、溶液环境系统和数据采集系统。
[0009]试验箱系统包括试验箱和试验平台；试验平台安装在试验箱内。
[0010]拉伸轨道包括固定导轨和至少一节移动导轨。
[0011]固定导轨沿试验箱长度方向固定安装在试验平台顶面。
[0012]移动导轨可拆卸式安装在试验平台顶面，移动导轨底部设置有能折叠的支撑杆；移动导轨两端能分别与固定导轨或相邻移动导轨相拼接。
[0013]拉伸传力系统包括夹具、拉伸件和拉伸驱动机构。
[0014]拉伸驱动机构设置在固定导轨一端的试验平台上。
[0015]夹具包括固定夹具和移动夹具；其中，固定夹具可拆卸式安装在背离拉伸驱动机构的拉伸轨道端部，移动夹具位于固定夹具和拉伸驱动机构之间，且能沿拉伸轨道直线滑移。
[0016]拉伸件的两端分别与移动夹具和拉伸驱动机构相连接。
[0017]溶液环境系统包括伸缩式溶液箱，伸缩式溶液箱位于固定夹具和移动夹具之间的拉伸轨道上，伸缩式溶液箱的两端开口且开口处分别与固定夹具和移动夹具密封可拆卸连接，伸缩式溶液箱的长度能自由伸缩，且伸缩式溶液箱的拉伸长度大于待试验土工合成材料试样的最大拉伸量；伸缩式溶液箱内能填注现场溶液。
[0018]土工合成材料位于伸缩式溶液箱内，且土工合成材料的两端分别夹持在固定夹具和移动夹具中。
[0019]数据采集系统包括水平位移计、拉力传感器和数据采集仪；水平位移计和拉力传感器分别与数据采集仪相连接，水平位移计用于监测移动夹具的水平滑移位移，拉力传感器用于监测拉伸驱动机构对土工合成材料的拉力。
[0020]现场溶液为酸溶液、碱溶液、垃圾液或污水；夹具表面涂覆有耐酸碱保护层。
[0021]夹具为金属夹具，伸缩式溶液箱的两端开口处均设置有能与夹具吸附固定的电磁铁，位于电磁铁内侧的伸缩式溶液箱上还设置有止水。
[0022]伸缩式溶液箱采用耐腐蚀的PVC材料制成，且顶端敞口设置。
[0023]支撑杆的高度能够升降，试验平台上设置有支撑杆收纳槽。
[0024]拉伸驱动机构为电动机箱和手轮。
[0025]一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验方法，包括如下步骤。
[0026]步骤1、裁剪试样：按试验设计尺寸，裁剪若干张土工合成材料试样。
[0027]步骤2、组装拉伸轨道，具体包括如下步骤：步骤21、确定拉伸轨道长度：根据土工合成材料试样的裁剪长度、类型和材质，预计土工合成材料试样的拉伸变形量，进而确定拉伸轨道的长度。
[0028]步骤22、组装拉伸轨道：根据步骤21确定的拉伸轨道长度，确定是否需要拼接移动导轨和移动导轨的拼接数量；当确定需要拼接时，将所需的移动导轨与固定导轨进行拼接固定，并展开移动导轨底部的支撑杆，形成所需的拉伸轨道。
[0029]步骤3、安装固定夹具：将固定夹具安装在背离拉伸驱动机构的拉伸轨道的自由端。
[0030]步骤4、判断是否布设现场溶液环境：根据试验要求，确定是否需要布设现场溶液环境；若需要布设现场溶液环境，则进入步骤5；否则直接跳转至步骤6。
[0031]步骤5、安装伸缩式溶液箱：将伸缩式溶液箱放置在固定夹具和移动夹具之间的拉伸轨道上，且伸缩式溶液箱的两端分别与固定夹具和移动夹具密封可拆卸连接；其中，伸缩式溶液箱的初始拉伸长度与土工合成材料试样初始长度相适应。
[0032]步骤6、安装拉伸传力系统：将拉伸件的一端依次与拉力传感器和移动夹具相连接，另一端与拉伸驱动机构相连接；拉伸驱动机构包括电动机箱；接着，在移动夹具或带动移动夹具滑动的滑块上布设水平位移计；最后，将拉力传感器和水平位移计均与数据采集
仪相连接。
[0033]步骤7、记录伸缩式溶液箱伸长时的系统阻力：当拉伸轨道中安装有伸缩式溶液箱时，拉伸驱动机构按照设定拉伸速度对拉伸件进行拉伸；在拉伸过程中，拉力传感器实时记录伸缩式溶液箱伸长产生的系统阻力N；当拉伸轨道中无伸缩式溶液箱时，直接跳转至步骤8。
[0034]步骤8、安装试样，具体安装方法如下：A、当开展无溶液环境的拉伸试验，且拉伸轨道中无伸缩式溶液箱时，将土工合成材料试样的两端分别直接与固定夹具和移动夹具相连接。
[0035]B、当开展有溶液环境的拉伸试验，将土工合成材料试样放置在伸缩式溶液箱内，并将其两端分别与固定夹具和移动夹具相连接；接着，向伸缩式溶液箱内填注现场溶液，并使现场溶液将整个土工合成材料试样淹没。
[0036]步骤9、施加拉伸荷载，具体施加方法如下。
[0037]A、当开展无溶液环境的拉伸试验，且拉伸轨道中无伸缩式溶液箱时，拉伸驱动机构直接以步骤7中相同的设定拉伸速度进行拉伸直至土工合成材料试样断裂。
[0038]B、当开展有溶液环境的拉伸试验，拉伸驱动机构先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，其特征在于：包括试验箱系统、拉伸轨道、拉伸传力系统、溶液环境系统和数据采集系统；试验箱系统包括试验箱和试验平台；试验平台安装在试验箱内；拉伸轨道包括固定导轨和至少一节移动导轨；固定导轨沿试验箱长度方向固定安装在试验平台顶面；移动导轨可拆卸式安装在试验平台顶面，移动导轨底部设置有能折叠的支撑杆；移动导轨两端能分别与固定导轨或相邻移动导轨相拼接；拉伸传力系统包括夹具、拉伸件和拉伸驱动机构；拉伸驱动机构设置在固定导轨一端的试验平台上；夹具包括固定夹具和移动夹具；其中，固定夹具可拆卸式安装在背离拉伸驱动机构的拉伸轨道端部，移动夹具位于固定夹具和拉伸驱动机构之间，且能沿拉伸轨道直线滑移；拉伸件的两端分别与移动夹具和拉伸驱动机构相连接；溶液环境系统包括伸缩式溶液箱，伸缩式溶液箱位于固定夹具和移动夹具之间的拉伸轨道上，伸缩式溶液箱的两端开口且开口处分别与固定夹具和移动夹具密封可拆卸连接，伸缩式溶液箱的长度能自由伸缩，且伸缩式溶液箱的拉伸长度大于待试验土工合成材料试样的最大拉伸量；伸缩式溶液箱内能填注现场溶液；土工合成材料位于伸缩式溶液箱内，且土工合成材料的两端分别夹持在固定夹具和移动夹具中；数据采集系统包括水平位移计、拉力传感器和数据采集仪；水平位移计和拉力传感器分别与数据采集仪相连接，水平位移计用于监测移动夹具的水平滑移位移，拉力传感器用于监测拉伸驱动机构对土工合成材料的拉力。2.根据权利要求1所述的现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，其特征在于：现场溶液为酸溶液、碱溶液、垃圾液或污水；夹具表面涂覆有耐酸碱保护层。3.根据权利要求1所述的现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，其特征在于：夹具为金属夹具，伸缩式溶液箱的两端开口处均设置有能与夹具吸附固定的电磁铁，位于电磁铁内侧的伸缩式溶液箱上还设置有止水。4.根据权利要求1所述的现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，其特征在于：伸缩式溶液箱采用耐腐蚀的PVC材料制成，且顶端敞口设置。5.根据权利要求1所述的现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，其特征在于：支撑杆的高度能够升降，试验平台上设置有支撑杆收纳槽。6.根据权利要求1所述的现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验装置，其特征在于：拉伸驱动机构为电动机箱和手轮。7.一种现场溶液环境下土工合成材料便携式拉伸试验方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、裁剪试样：按试验设计尺寸，裁剪若干张土工合成材料试样；步骤2、组装拉伸轨道，具体包括如下步骤：步骤21、确定拉伸轨道长度：根据土工合成材料试样的裁剪长度、类型和材质，预计土工合成材料试样的拉伸变形量，进而确定拉伸轨道的长度；
步骤22、组装拉伸轨道：根据步骤21确定的拉伸轨道长度，确定是否需要拼接移动导轨和移动导轨的拼接数量；当确定需要拼接时，将所需的移动导轨与固定导轨进行拼接固定，并展开移动导轨底部的支撑杆，形成所需的拉伸轨道；步骤3、安装固定夹具：将固定夹具安装在背离拉伸驱动机构的拉伸轨道的自由端；步骤4、判断是否布设现场溶液环境：根据试验要求，确定是否需要布设现场溶液环境；若需要布设现场溶液环境，则进入步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑威钧，王力波，郑长海，赵昱豪，刘波，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：