一种筋-土界面摩擦特性试验装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种筋

【技术实现步骤摘要】
一种筋
‑
土界面摩擦特性试验装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及加筋材料特性测试
，尤其涉及一种筋
‑
土界面摩擦特性试验装置及测试方法。

技术介绍

[0002]在加筋土工程中，加筋材料与土体的界面特性是一个关键的技术指标，会直接影响整个加筋土工程的稳定性。目前尚未有成熟且成规范标准的用于研究纤维加筋土筋
‑
土界面摩擦特性测试的试验装置及测试方法。故本专利技术研究的所设计的相关技术及数据并未涉及规范标准参数的参考。
[0003]目前已有的类似装置(公布号：CN113484166B，名称为：一种纤维、介质间界面剪切性能测试的试验装置，为本申请人的在先申请)具有以下几点不足：
[0004](1)目前采用堆载的方式施加竖向荷载，导致竖向施加荷载的大小受限，而且堆载的方式很容易产生偏心压力，导致纤维土模型箱内的土体受到偏心荷载。
[0005](2)由于筋
‑
土界面的力学性质较为薄弱，加筋材料与土之间的黏聚力和摩擦力很小，导致很小的水平牵引力就可将纤维从土中拔出，目前的室内试验设备提供的水平牵引力不可测，数据处理困难。
[0006](3)现有仪器无法进行多根纤维横向、纵向的分布，无法研究多组纤维的影响研究。
[0007](4)试验台是否水平直接影响试验结果的准确性，现有仪器无法实现试验台的调平，影响测试的精度。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对上述技术问题，提供一种筋
‑r/>土界面摩擦特性试验装置及测试方法，通过调整上覆荷载的大小，得到不同荷载作用下纤维与土界面的剪应力
‑
应变的关系，从而得到界面的剪切强度、界面黏聚力、内摩擦角、剪切位移等试验参数，可以通过改变土的类型、土的性质、纤维类型等，实现对不同土质、不同纤维类型等参数对试验的影响效果和机理影响的研究。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种筋
‑
土界面摩擦特性试验装置，包括：
[0011]试验平台主体，其顶部安装有纤维土模型箱、便携式纤维固定装置、牵引滑轮装置和水平观测装置，其底部安装有试验台调平装置；
[0012]纤维土模型箱，位于试验平台主体上的一端，用于装载埋置有纤维的试验用土，其前侧形成有供纤维通过的缝隙；
[0013]牵引滑轮装置，位于试验平台主体上的另一端，用于水滴加载装置的牵引力通过滑轮传递给便携式纤维固定装置；
[0014]便携式纤维固定装置，其一端夹紧纤维土模型箱内伸出的纤维，另一端通过牵引
滑轮装置的牵引绳和滑轮连接载荷，并在水滴加载装置的驱动下活动于纤维土模型箱和牵引滑轮装置之间；
[0015]竖向加载装置，位于纤维土模型箱一侧，用于给纤维土模型箱的顶板施加纵向压力；
[0016]水滴加载装置，位于牵引滑轮装置一侧，用于提供水平方向的牵引力，带动便携式锚固装置沿水平方向移动，进而将纤维从土中拔出；其支架上设有激光位移传感器，激光位移传感器与计算机通信连接，通过位移
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时间的曲线关系绘制出牵引力与位移的关系，得到荷载
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位移
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时间的关系；
[0017]水平观测装置，分布于试验平台主体顶部的四角，用于观察试验平台主体的平衡状态并通过试验台调平装置调节平衡。
[0018]进一步地，所述纤维土模型箱包括纤维土模型箱主体、顶板、插板式普通挡板、插板式带缝挡板，纤维土模型箱主体前侧和顶部敞开，插板式普通挡板和插板式带缝挡板顶板根据试验要求依次插接在纤维土模型箱主体的前侧，纤维土模型箱主体前侧安装好后，再将顶板安装于于纤维土模型箱主体的顶部。
[0019]进一步地，所述便携式纤维固定装置包括纤维锚具、锚具升降装置和锚具小车，其中纤维锚具由锚固螺母、上压板、下底板和锚固丝杆组成；上压板和下底板的边缘相对位置设有垫片，用于夹紧纤维；纤维插入上压板和下底板之间后，随后将锚固螺母固定在锚固丝杆上，通过调节锚固螺母来将纤维锚具与纤维固定；然后通过锚具升降装置将纤维锚具的高度与纤维高度调节一致并通过锚具小车实现前后移动。
[0020]进一步地，所述试验平台主体上设有纤维土模型箱放置区、水平拉拔区、牵引滑轮固定区和纤维土模型箱挡板，纤维土模型箱放置区用于放置纤维土模型箱并通过纤维土模型箱挡板限位，水平拉拔区为便携式纤维固定装置的活动区间，牵引滑轮固定区用于固定安装牵引滑轮装置。
[0021]进一步地，所述水滴加载装置包括储水箱支架、高水位储水箱、低水位出水箱、水位自动调节装置、电控阀门和出水管；高水位储水箱和低水位出水箱位于水箱支架上，低水位出水箱的一端连接出水管并通过电磁阀控制开关，出水管另一端放置在牵引滑轮装置的牵引载荷小桶中，低水位出水箱的另一端连通高水位储水箱并通过水位自动调节装置维持低水位出水箱中的水位保持稳定；水位自动调节装置位于低水位出水箱内部，由浮球、连接杠杆装置和活塞构成，连接杠杆装置一端连接浮球，另一端连接活塞，活塞通过浮球的沉浮实现上下活动于高水位储水箱伸入低水位出水箱内部的出水口。
[0022]进一步地，所述连接杠杆装置包括装置支座、圆环钢架、稳定螺栓及配套螺母、阻碍板，装置支座固定在低水位出水箱内部，圆环钢架通过稳定螺栓及配套螺母转动在装置支座上，圆环钢架具有两条支臂，分别连接浮球和活塞，阻碍板固定在装置支座靠近浮球的一侧，用于圆环钢架转动角度的限位。
[0023]进一步地，所述牵引滑轮装置包括滑轮装置固定底座、滑轮承台、滑轮、滑轮高度调整丝杆和牵引载荷小桶；滑轮装置固定底座上形成多个固定孔，通过滑轮锚固丝杆固定在试验平台主体的牵引滑轮固定区；滑轮承台固定在滑轮装置固定底座上，其前侧与滑轮装置固定底座的前侧相持平；滑轮转动连接在滑轮承台的顶部靠前侧的斜面上，并通过调整滑轮高度调整丝杆上螺母的高度调整滑轮高度。
[0024]进一步地，所述试验台配备调平装置，包括上下两个直径不同大小的圆柱套筒和底部的微调高度桌垫；套筒上设有多个等距离的孔洞，通过固定螺栓旋入不同高度的孔洞对试验平台主体的高度进行调节；套筒底部为螺杆，微调高度桌垫的顶部设与螺杆匹配的螺孔，通过旋转微调高度桌垫调整高度。
[0025]进一步地，所述竖向加载装置包括竖向高度调节丝杆及脚垫、持力横杆及固定螺母、偏角消除反力垫板、载荷砝码；竖向高度调节丝杆底部通过脚垫固定于地面；持力横杆一端通过固定螺母上下活动于竖向高度调节丝杆顶部，载荷砝码通过顶端挂钩和牵引绳悬挂在持力横杆另一端的圆环上；偏角消除反力垫板包括三角支架、轴承和反力垫板，三角支架的顶端滑动于持力横杆的滑道内，反力垫板通过轴承转动连接在三角支架的下端，用以保证纤维土模型箱顶板与反力垫板作用点重合且始终竖直向下。
[0026]另一方面，本专利技术还提供了一种筋
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土界面摩擦特性测试方法，采用上述任一项所述的装置和以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种筋
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土界面摩擦特性试验装置，其特征在于，包括：试验平台主体，其顶部安装有纤维土模型箱、便携式纤维固定装置、牵引滑轮装置和水平观测装置，其底部安装有试验台调平装置；纤维土模型箱，位于试验平台主体上的一端，用于装载埋置有纤维的试验用土，其前侧形成有供纤维通过的缝隙；牵引滑轮装置，位于试验平台主体上的另一端，用于水滴加载装置的牵引力通过滑轮传递给便携式纤维固定装置；便携式纤维固定装置，其一端夹紧纤维土模型箱内伸出的纤维，另一端通过牵引滑轮装置的牵引绳和滑轮连接载荷，并在水滴加载装置的驱动下活动于纤维土模型箱和牵引滑轮装置之间；竖向加载装置，位于纤维土模型箱一侧，用于给纤维土模型箱的顶板施加纵向压力；水滴加载装置，位于牵引滑轮装置一侧，用于提供水平方向的牵引力，带动便携式锚固装置沿水平方向移动，进而将纤维从土中拔出；其支架上设有激光位移传感器，激光位移传感器与计算机通信连接，通过位移
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时间的曲线关系绘制出牵引力与位移的关系，得到荷载
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位移
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时间的关系；水平观测装置，分布于试验平台主体顶部的四角，用于观察试验平台主体的平衡状态并通过试验台调平装置调节平衡。2.根据权利要求1所述的筋
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土界面摩擦特性试验装置，其特征在于，所述纤维土模型箱包括纤维土模型箱主体、顶板、插板式普通挡板、插板式带缝挡板，纤维土模型箱主体前侧和顶部敞开，插板式普通挡板和插板式带缝挡板顶板根据试验要求依次插接在纤维土模型箱主体的前侧，纤维土模型箱主体前侧安装好后，再将顶板安装于于纤维土模型箱主体的顶部。3.根据权利要求1所述的筋
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土界面摩擦特性试验装置，其特征在于，所述便携式纤维固定装置包括纤维锚具、锚具升降装置和锚具小车，其中纤维锚具由锚固螺母、上压板、下底板和锚固丝杆组成；上压板和下底板的边缘相对位置设有垫片，用于夹紧纤维；纤维插入上压板和下底板之间后，随后将锚固螺母固定在锚固丝杆上，通过调节锚固螺母来将纤维锚具与纤维固定；然后通过锚具升降装置将纤维锚具的高度与纤维高度调节一致并通过锚具小车实现前后移动。4.根据权利要求1所述的筋
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土界面摩擦特性试验装置，其特征在于，所述试验平台主体上设有纤维土模型箱放置区、水平拉拔区、牵引滑轮固定区和纤维土模型箱挡板，纤维土模型箱放置区用于放置纤维土模型箱并通过纤维土模型箱挡板限位，水平拉拔区为便携式纤维固定装置的活动区间，牵引滑轮固定区用于固定安装牵引滑轮装置。5.根据权利要求1所述的筋
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土界面摩擦特性试验装置，其特征在于，所述水滴加载装置包括储水箱支架、高水位储水箱、低水位出水箱、水位自动调节装置、电控阀门和出水管；高水位储水箱和低水位出水箱位于水箱支架上，低水位出水箱的一端连接出水管并通过电磁阀控制开关，出水管另一端放置在牵引滑轮装置的牵引载荷小桶中，低水位出水箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丽娜，牛雷，郑俊杰，宋道涵，刘宁，孙爽，钱永梅，田伟，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：