一种土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置及方法，属于土工试验仪器技术领域。土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置，包括：保温箱体，所述保温箱体内设有内腔，所述内腔内设有控温机构和材料疲劳机构，所述材料疲劳机构包括夹持机构和拉扭测试机构，所述拉扭测试机构用于使试验试样处于拉伸状态或扭转状态，所述拉扭测试机构的数量有两个，两个所述拉扭测试机构分别设置在所述内腔顶部和底部，两个所述拉扭测试机构相互靠近一端均设有用于夹持所述试验试样的所述夹持机构。有益效果：通过设置控温机构，模拟土工格栅格室的环境，利用拉扭测试机构，实现材料拉扭组合试验，得到数据误差小。得到数据误差小。得到数据误差小。

【技术实现步骤摘要】
一种土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置及方法


本专利技术属于土工试验仪器
，具体涉及一种土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置及方法。

技术介绍

土工格栅/格室是一种以人工合成的塑料、化纤、合成橡胶等聚合物为原料，制成各种类型的产品，可置于岩土或其他工程结构内部、表面或各种土体之间，具有加强或保护土体的功能。目前土工合成材料已经广泛应用于公路、铁路、水利、电力、建筑、海港、采矿、军工、环保等工程的各个领域，但材料使用时会暴露于阳光、风雨、高温、严寒等各种各样的自然环境中，随时间推移材料力学性质会发生变化，影响工程加固体长期稳定性。材料老化、疲劳耦合损伤的试验是准确评估实际应用中材料力学性质衰减的有效途径。但是目前已有的老化、疲劳耦合损伤的试验装置只是以位移控制作为疲劳循环的指标，实际很多材料在使用中受到的是应力疲劳循环，如果仅以位移为控制指标，将很难准确评估材料的损伤状况及预测材料的使用寿命。现有定量评估材料损伤的指标大多基于损伤前后的强度或断裂伸长率的相对变化，这种评估方法虽然具有计算简单的优点，但依然存在如下不足：(1)很多工程中并不一定要求材料达到极限强度或是断裂才会判定材料失效，此时再以强度或断裂伸长率的相对变化作为评估材料损伤程度的方法存在误差。(2)部分热固性塑料经短时间老化、疲劳耦合损伤试验之后，会出现抗拉强度变大而断裂伸长率降低的现象，用强度和断裂伸长率在损伤前后的各自相对变化作为评估材料损伤的方法会出现相矛盾的结论。

技术实现思路

本专利技术为了解决上述技术问题提供一种土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置，通过设置控温机构，模拟土工格栅格室的环境，利用拉扭测试机构，实现材料拉扭组合试验，得到数据误差小。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置包括：保温箱体，所述保温箱体内设有内腔，所述内腔内设有控温机构和材料疲劳机构，所述材料疲劳机构包括夹持机构和拉扭测试机构，所述拉扭测试机构用于使试验试样处于拉伸状态或扭转状态，所述拉扭测试机构的数量有两个，两个所述拉扭测试机构分别设置在所述内腔顶部和底部，两个所述拉扭测试机构相互靠近一端均设有用于夹持所述试验试样的所述夹持机构。有益效果：通过设置控温机构，模拟土工格栅格室的环境，利用拉扭测试机构，实现材料拉扭组合试验，得到数据误差小。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述控温机构包括升温机构、冷却机构和温度传感器，所述升温机构设置
在所述内腔的一侧，所述冷却机构设置在所述内腔的另一侧，所述内腔的侧壁上设有所述温度传感器。采用上述进一步方案的有益效果是：利用升温机构和冷却机构模拟土工合成材料在高温和严寒的自然环境，进一步提高测试数据的精准。进一步，所述升温机构包括加热管、反光板和加热管座，所述加热管固定在所述加热管座上，所述加热管座穿过所述反光板固定在所述内腔的侧壁上。采用上述进一步方案的有益效果是：加热结构简单，能快速提供一个高温环境。进一步，所述冷却机构包括鼓风机、喷嘴和冷却风道，所述保温箱体设有夹层，所述夹层内固定设有所述鼓风机，所述内腔远离所述加热管一侧设有所述喷嘴，所述喷嘴朝向所述试验试样设置，所述喷嘴与所述鼓风机的出风口连接，所述鼓风机的进风口通过所述冷却风道连通室外。采用上述进一步方案的有益效果是：冷却结构简单，鼓风机将外部的冷空气吹入到内腔内，为试验试样提供一个低温环境。进一步，所述拉扭测试机构包括拉伸杆、传动齿轮和液压杆，所述液压杆转动设置在所述夹层内，所述液压杆的输出端连接所述拉伸杆的一端，所述拉伸杆的另一端穿过所述夹层并伸入到所述内腔后连接所述夹持机构，所述拉伸杆上啮合传动有所述传动齿轮，所述传动齿轮与所述夹层内设置的驱动机构传动连接，所述拉伸杆上设置有测力计和应变传感器。采用上述进一步方案的有益效果是：液压杆驱动拉伸杆拉伸，从而实现试验试样处于拉伸状态，驱动机构驱动传动齿轮，从而驱动整个拉扭测试机构和夹持机构转动，通过改变上部与下部的转动方向相反，从而实现试验试样处于扭转状态。进一步，所述夹持机构包括夹片、紧固螺丝、连接杆和连接螺栓孔，所述连接杆的一端上设有用于与所述拉伸杆固定连接的所述连接螺栓孔，另一端上设有所述夹片，所述夹片与所述连接杆通过所述紧固螺丝固定连接。采用上述进一步方案的有益效果是：夹持稳固，保证在测试过程中的稳定性。进一步，所述夹片上设有便于夹紧所述试验试样的限位槽。采用上述进一步方案的有益效果是：进一步加强稳固效果。一种高低温土工格栅格室条带疲劳损伤试验方法，包括以下步骤：采用夹持机构将试验试样夹紧，然后打开升温机构或冷却机构，在高温或严寒的环境下，对试验试样进行应力疲劳或应变疲劳耦合试验，将得到的应力值或应变值与试验前土工合成材料的应力值或应变值进行比较，得出土工合成材料施工损伤系数。有益效果是：相比于现有的单独基于强度或断裂伸长率计算损伤程度的方法，本专利技术以损伤前后材料拉伸试验储存能量的变化，作为定量评估材料损伤程度的方法，这种方法适用于包括热固性材料在内的材料。
附图说明
图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2图1中A
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A剖面的剖面图；图3图1中B
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B剖面的剖面图；
图4为拉扭测试机构的结构示意图；图5为夹持机构的结构示意图；图6未经损伤的土工格室/格栅拉伸试验应力
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应变曲线；图7经损伤试验后的土工格室/格栅拉伸试验应力
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应变曲线；附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、控温机构；11、升温机构；111、加热管；112、反光板；113、加热管座；12、冷却机构；121、鼓风机；122、喷嘴；123、冷却风道；13、温度传感器；2、材料疲劳机构；21、夹持机构；211、夹片；212、紧固螺丝；213、连接杆；214、连接螺栓孔；22、拉扭测试机构；221、拉伸杆；222、传动齿轮；223、液压杆；3、保温箱体；4、试验试样；5、内腔。
具体实施方式
以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例如图1
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6所示，本实施例提供一种土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置，包括透明材质的保温箱体3，保温箱体3内设置有夹层，夹层内可以设置保温材料，所述保温箱体3内设有内腔5，所述内腔5内设有控温机构1和材料疲劳机构2，所述控温机构1包括升温机构11、冷却机构12和温度传感器13，所述升温机构11设置在所述内腔5的一侧，所述冷却机构12设置在所述内腔5的另一侧，实现保温箱体3内高低温度场的循环，所述开升温机构11与冷却机构12是互斥事件，检测时只保持一个呈开启状态，所述内腔5的侧壁上设有所述温度传感器13，温度传感器13的加成呢探头始终对准试验试样4，实时检测试验试样4上的温度，并将温度通过电信号的形式反馈至外部的控制系统，所述温度传感器13采用温度高敏感材料制成的温度传感器，所述温度传感器13为非接触式，所述非接触温度传感器布置于保温箱3内，用于检测试验材料温度及保温箱体3内温度场分布。所述材料疲劳机构2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置，其特征在于，包括保温箱体(3)，所述保温箱体(3)内设有内腔(5)，所述内腔(5)内设有控温机构(1)和材料疲劳机构(2)，所述材料疲劳机构(2)包括夹持机构(21)和拉扭测试机构(22)，所述拉扭测试机构(22)用于使试验试样(4)处于拉伸状态或扭转状态，所述拉扭测试机构(22)的数量有两个，两个所述拉扭测试机构(22)分别设置在所述内腔(5)顶部和底部，两个所述拉扭测试机构(22)相互靠近一端均设有用于夹持所述试验试样(4)的所述夹持机构(21)。2.根据权利要求1所述的土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置，其特征在于，所述控温机构(1)包括升温机构(11)、冷却机构(12)和温度传感器(13)，所述升温机构(11)设置在所述内腔(5)的一侧，所述冷却机构(12)设置在所述内腔(5)的另一侧，所述内腔(5)的侧壁上设有所述温度传感器(13)。3.根据权利要求2所述的土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置，其特征在于，所述升温机构(11)包括加热管(111)、反光板(112)和加热管座(113)，所述加热管(111)固定在所述加热管座(113)上，所述加热管座(113)穿过所述反光板(112)固定在所述内腔(5)的侧壁上。4.根据权利要求3所述的土工格栅或格室条带疲劳损伤试验装置，其特征在于，所述冷却机构(12)包括鼓风机(121)、喷嘴(122)和冷却风道(123)，所述保温箱体(3)设有夹层，所述夹层内固定设有所述鼓风机(121)，所述内腔(5)远离所述加热管(111)一侧设有所述喷嘴(122)，所述喷嘴(122)朝向所述试验试样(4)设置，所述喷嘴(122)与所述鼓风机(121)的出风口连接，所述鼓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，杨亚，王斌，赵楠，王震洪，李建军，孙丹，陈学光，王建军，王燕，潘家冬，赵阳，施全，江传炜，李龙，
申请(专利权)人：新疆交通规划勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：