一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪及其试验方法技术

本发明专利技术公开了一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪及其试验方法。属于岩土工程技术领域，包括支撑系统、加载系统、反力架、填料盒、界面固定器、拉拔夹具、填料盒盖和水平加载板；支撑系统包括支撑柱和支撑梁；加载系统包括水平加载系统和竖向加载系统；反力架连接填料盒和支撑系统；填料盒包括上填料盒与下填料盒，上填料盒通过填料盒盖与竖向加载系统连接，下填料盒顶部布置滑动导轨，底部两侧布置可固定定向滑轮；本发明专利技术通过上填料盒、界面固定器、下填料盒组成可活动试验盒，不仅能够对具有不同土工合成材料的填料进行界面剪切试验，还能够进行相同条件下界面拉拔试验，更加符合不同填料与土工合成材料接触面力学特性复杂的情形。复杂的情形。复杂的情形。

【技术实现步骤摘要】
一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪及其试验方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，涉及了一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪及其试验方法。

技术介绍

[0002]加筋土界面特性的试验研究是土工合成材料应用中的一个重要环节，特别是在加筋工程应用中，需要通过界面力学性能试验为土工合成材料工程应用提供必要的参数。然而，由于界面力学特性研究内容广泛，研究方法不同，使用的仪器设备差别较大，使用的材料也是多种多样，因此，加筋土界面力学特性的试验方法、成果的规律性等也有较大差别。加筋土界面力学特性试验方法主要包括直剪试验和拉拔试验，其他试验还有三轴试验、扭剪试验、斜板试验和减荷延伸试验等，使用的仪器主要是直剪仪和拉拔仪，目前的直剪仪和拉拔仪主要存在以下问题：填料盒尺寸相对较小，试验会受到模型尺寸效应的限制与边界效应的影响；功能单一，不能在同一试验仪中实现直剪试验和拉拔试验；上、下填料盒的大小相同，试验过程中，土样的试验面积会产生变化；土工合成材料没有有效的支撑与锚固，试验时会发生滑移与变形；上、下填料盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果产生误差；拉拔试验中随着土工合成材料的移动，填料会从缝隙中漏出。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供了一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪及其试验方法。
[0004]技术方案：本专利技术所述的一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪，包括支撑系统、加载系统、反力架(5)、填料盒(6)、界面固定器(7)、拉拔夹具(8)、水平加载板(9)和填料盒盖(10)；
[0005]其中，所述支撑系统包括支撑梁(1)和安置在支撑梁(1)两侧的支撑柱(2)；所述加载系统包括水平加载器(3)和竖向加载器(4)，所述水平加载器(3)与竖向加载器(4)分别与支撑梁(1)相连接；
[0006]所述反力架(5)用来连接填料盒(6)和支撑系统；
[0007]所述填料盒(6)包括上填料盒(61)与下填料盒(62)，所述上填料盒(61)通过填料盒盖(10)与竖向加载器(4)相连接，
[0008]在所述上填料盒(61)的底部开设有凹形卡槽(616)，在所述下填料盒(62)顶部布置有滑动导轨一(625)，在其底部两侧布置有可固定定向滑轮(12)。
[0009]进一步的，所述支撑系统包括：支撑梁(1)和支撑柱(2)，所述支撑梁(1)包括两根横向支撑梁(11)和竖向支撑梁一(121)、竖向支撑梁二(122)及竖向支撑梁三(123)三根竖向支撑梁；
[0010]所述横向支撑梁(11)的端部与两侧的支撑柱(2)、竖向支撑梁一(121)及竖向支撑梁三(123)相连接，其中部与竖向支撑梁二(122)相连接；
[0011]所述竖向支撑梁一(121)与水平加载器(3)相连接，所述竖向支撑梁二(122)与竖向加载器(4)相连接，所述竖向支撑梁三(123)连接有反力架(5)。
[0012]进一步的，所述加载系统包括：水平加载器(3)和竖向加载器(4)，所述水平加载器(3)包括竖向伺服作动器(31)、竖向伸缩杆(32)、双向伺服作动器(33)、横向伸缩杆(34)和T型连接器(35)，
[0013]所述竖向伺服作动器(31)与竖向支撑梁一(121)相连接，在所述T型连接器(35)的顶部两侧安置有连接孔二(351)，底部安置有连接孔三(352)，
[0014]在所述拉拔夹具(8)上开设有连接孔十(8213)，
[0015]在所述水平加载板(9)上开设有连接孔十三(91)；
[0016]安置的螺栓穿过连接孔二(351)、连接孔十三(91)连接T型连接器(35)与水平加载板(9)，安置的螺栓穿过连接孔三(352)、连接孔十(8213)连接T型连接器(35)与拉拔夹具(8)；
[0017]所述竖向加载器(4)包括竖向伺服作动器(41)、竖向伸缩杆(42)和竖向加载板(43)，所述竖向伺服作动器(41)与竖向支撑梁二(122)连接，在所述竖向加载板(43)的两侧板翼布置有连接孔四(431)；
[0018]在所述填料盒盖(10)上开设有连接孔一(101)，
[0019]安置的螺栓穿过连接孔四(431)、连接孔一(101)连接竖向加载器(4)与填料盒盖(10)，所述加载系统连接在电脑上；加载系统由电脑控制，可以收集和处理相关试验数据。
[0020]进一步的，所述反力架(5)包括L型反力支架(51)和帽型连接器(52)，所述L型反力架(51)与竖向支撑梁三(123)相连接，在所述帽型连接器(52)的两侧板翼布置连接孔五(521)，
[0021]在所述上填料盒(61)上开设有连接孔七(6141)，
[0022]安置的螺栓通过连接孔五(521)、连接孔七(6141)连接反力架(5)与上填料盒(61)。
[0023]进一步的，所述上填料盒(61)的长度为1.2m，宽度为0.6m，高度为0.5m，壁厚为0.01m，所述下填料盒(62)的长度为1.2m
‑
1.5m，宽度为0.6m，壁厚为0.01m；
[0024]所述上填料盒(61)包括盒壁一(611)、盒壁二(612)、盒壁三(613)、盒壁四(614)，在所述盒壁一(611)及盒壁四(614)的底部安装条形尼龙毛刷(615)，在所述盒壁二(612)、盒壁三(613)的底部布置凹形卡槽(616)，外侧底部均布置不贯穿盒壁的连接孔六(617)，
[0025]所述凹形卡槽(616)与连接孔六(617)、界面固定器(7)上剪切固定器(71)开设的连接孔八(7111)通过螺栓连接上填料盒(61)和剪切固定器(71)，
[0026]所述凹形卡槽(616)与连接孔(617)、界面固定器(7)上拉拔固定器(72)开设的连接孔九(7211)通过螺栓连接上填料盒(61)和拉拔固定器(72)，
[0027]在盒壁四(614)外侧中部布置连接孔七(6141)，安置的螺栓穿过连接孔七(6141)、连接孔五(521)连接上填料盒(61)与反力架(5)，通过竖向加载器和铰链移动上填料盒(61)；
[0028]所述下填料盒(62)包括盒壁五(621)、盒壁六(622)、盒壁七(623)及滑动盒壁(624)，在所述六(622)、盒壁七(623)的顶部布置安装有滑动导轨一(625)，在其外侧布置有限位孔二(626)，在所述滑动盒壁(624)的两侧布置有限位孔一(6241)，安设的插销通过限
位孔二(626)、限位孔一(6241)连接盒壁(622)、盒壁(623)与滑动盒壁(624)，在所述滑动盒壁(624)的顶部布置有拉拔夹具(8)上的剪切夹具(81)用来固定土工合成材料；
[0029]在所述下填料盒(62)底部左右两侧各布置3个可固定定向滑轮(12)。
[0030]进一步的，所述界面固定器(7)包括剪切固定器(71)和拉拔固定器(72)，所述剪切固定器(71)包括固定板(711)、填料挡板(712)和光滑滚球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪，其特征在于，包括支撑系统、加载系统、反力架(5)、填料盒(6)、界面固定器(7)、拉拔夹具(8)、水平加载板(9)和填料盒盖(10)；其中，所述支撑系统包括支撑梁(1)和安置在支撑梁(1)两侧的支撑柱(2)；所述加载系统包括水平加载器(3)和竖向加载器(4)，所述水平加载器(3)与竖向加载器(4)分别与支撑梁(1)相连接；所述反力架(5)连接填料盒(6)和支撑系统；所述填料盒(6)包括上填料盒(61)与下填料盒(62)，所述上填料盒(61)通过填料盒盖(10)与竖向加载器(4)相连接，在所述上填料盒(61)的底部开设有凹形卡槽(616)，在所述下填料盒(62)顶部布置有滑动导轨一(625)，在其底部两侧布置有可固定定向滑轮(12)。2.根据权利要求1所述的一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪，其特征在于，所述支撑梁(1)包括两根横向支撑梁(11)和竖向支撑梁一(121)、竖向支撑梁二(122)及竖向支撑梁三(123)三根竖向支撑梁；所述横向支撑梁(11)的端部与两侧的支撑柱(2)、竖向支撑梁一(121)及竖向支撑梁三(123)相连接，其中部与竖向支撑梁二(122)相连接；所述竖向支撑梁一(121)与水平加载器(3)相连接，所述竖向支撑梁二(122)与竖向加载器(4)相连接，所述竖向支撑梁三(123)连接有反力架(5)。3.根据权利要求1所述的一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪，其特征在于，所述水平加载器(3)包括竖向伺服作动器(31)、竖向伸缩杆(32)、双向伺服作动器(33)、横向伸缩杆(34)和T型连接器(35)，所述竖向伺服作动器(31)与竖向支撑梁一(121)相连接，在所述T型连接器(35)的顶部两侧安置有连接孔二(351)，底部安置有连接孔三(352)，在所述拉拔夹具(8)上开设有连接孔十(8213)，在所述水平加载板(9)上开设有连接孔十三(91)；安置的螺栓穿过连接孔二(351)、连接孔十三(91)连接T型连接器(35)与水平加载板(9)，安置的螺栓穿过连接孔三(352)、连接孔十(8213)连接T型连接器(35)与拉拔夹具(8)；所述竖向加载器(4)包括竖向伺服作动器(41)、竖向伸缩杆(42)和竖向加载板(43)，所述竖向伺服作动器(41)与竖向支撑梁二(122)连接，在所述竖向加载板(43)的两侧板翼布置有连接孔四(431)；在所述填料盒盖(10)上开设有连接孔一(101)，安置的螺栓穿过连接孔四(431)、连接孔一(101)连接竖向加载器(4)与填料盒盖(10)，所述加载系统连接在电脑上。4.根据权利要求1所述的一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪，其特征在于，所述反力架(5)包括L型反力支架(51)和帽型连接器(52)，所述L型反力架(51)与竖向支撑梁三(123)相连接，在所述帽型连接器(52)的两侧板翼布置连接孔五(521)，在所述上填料盒(61)上开设有连接孔七(6141)，安置的螺栓通过连接孔五(521)、连接孔七(6141)连接反力架(5)与上填料盒(61)。5.根据权利要求1所述的一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪，其特征在于，所述上填料盒(61)的长度为1.2m，宽度为0.6m，高度为0.5m，壁厚为0.01m，所述下填料盒
(62)的长度为1.2m
‑
1.5m，宽度为0.6m，壁厚为0.01m；所述上填料盒(61)包括盒壁一(611)、盒壁二(612)、盒壁三(613)、盒壁四(614)，在所述盒壁一(611)及盒壁四(614)的底部安装条形尼龙毛刷(615)，在所述盒壁二(612)、盒壁三(613)的底部布置凹形卡槽(616)，外侧底部均布置不贯穿盒壁的连接孔六(617)，所述凹形卡槽(616)与连接孔六(617)、界面固定器(7)上剪切固定器(71)开设的连接孔八(7111)通过螺栓连接上填料盒(61)和剪切固定器(71)，所述凹形卡槽(616)与连接孔(617)、界面固定器(7)上拉拔固定器(72)开设的连接孔九(7211)通过螺栓连接上填料盒(61)和拉拔固定器(72)，在盒壁四(614)外侧中部布置连接孔七(6141)，安置的螺栓穿过连接孔七(6141)、连接孔五(521)连接上填料盒(61)与反力架(5)，通过竖向加载器和铰链移动上填料盒(61)；所述下填料盒(62)包括盒壁五(621)、盒壁六(622)、盒壁七(623)及滑动盒壁(624)，在所述六(622)、盒壁七(623)的顶部布置安装有滑动导轨一(625)，在其外侧布置有限位孔二(626)，在所述滑动盒壁(624)的两侧布置有限位孔一(6241)，安设的插销通过限位孔二(626)、限位孔一(6241)连接盒壁(622)、盒壁(623)与滑动盒壁(624)，在所述滑动盒壁(624)的顶部布置有拉拔夹具(8)上的剪切夹具(81)；在所述下填料盒(62)底部左右两侧各布置3个可固定定向滑轮(12)。6.根据权利要求5所述的一种测试加筋土界面力学性能的多功能试验仪，其特征在于，所述界面固定器(7)包括剪切固定器(71)和拉拔固定器(72)，所述剪切固定器(71)包括固定板(711)、填料挡板(712)和光滑滚球(713)，在所述固定板(711)顶部布置连接孔八(7111)，在其两侧布置有限位孔三(7112)，使用螺栓调整填料挡板(712)在固定板(711)的位置，所述固定板(711)嵌入盒壁二(612)和盒壁三(613)底部的凹形卡槽(616)内，安设的螺栓穿过连接孔(7111)、连接孔六(617)连接剪切固定器(71)与上填料盒(61)，在所述填料挡板(712)的底部安设有放置光滑滚球(713)的滑动导轨二(71...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽艳，杨志超，蒋飞，刘义，竺明星，李小娟，吴晗，林启航，尹崇山，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：