一種土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于土工合成材料力學(xué)性能試驗測試領(lǐng)域，涉及一種土工合成材料扭 剪試驗系統(tǒng)，尤其涉及一種黃土溝壑區(qū)加筋土技術(shù)的土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 土工合成材料是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成 各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強或保護(hù)土體的作用。主要 包括土工織物、土工格柵，土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料，玻纖網(wǎng)，土工墊等類型。
[0003] 目前，《土工合成材料測試規(guī)程》(SL235-2012)和《公路工程土工合成材料試驗規(guī) 程》(JTGE50-2006)中測試土工合成材料與土體之間力學(xué)性能的試驗包括直剪試驗和拉拔 試驗兩種。但是，目前土工合成材料直剪和拉拔試驗過程中仍存在諸多問題：（1) 土工合成 材料取樣時，樣品拉拔試驗方向隨意性大，試驗得到的力學(xué)性能不一定具有代表性；（2) 土 工合成材料取樣時，目前僅規(guī)定了土工合成材料取樣范圍和取樣尺寸，而所取各樣品間可 能存在不一致性；（3) 土工合成材料直剪和拉拔試驗時，未規(guī)定土工合成材料測試方向，不 同測試方向工況下直剪和拉拔試驗測得的力學(xué)性能參數(shù)差異較大，直剪和拉拔試驗所得出 的土工合成材料力學(xué)性能指標(biāo)無法有效指導(dǎo)加筋土技術(shù)設(shè)計與施工，且不能真實的反映出 工程實際中土工合成材料的實際力學(xué)性能。
[0004] 綜上所述，由于現(xiàn)行土工合成材料拉拔試驗過程中存在諸如取樣、試驗方法等問 題，不同測試方向工況下直剪和拉拔試驗測得的力學(xué)性能參數(shù)差異較大，直剪和拉拔試驗 所得出的土工合成材料力學(xué)性能指標(biāo)無法有效指導(dǎo)加筋土技術(shù)設(shè)計與施工，且不能真實的 反映出工程實際中土工合成材料的實際力學(xué)性能。因此，采用現(xiàn)行規(guī)范測試土工合成材料 與土體之間力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行工程設(shè)計時，其安全性能存在較大隱患，嚴(yán)重威脅著工程質(zhì) 量和人民生命財產(chǎn)安全。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中試驗得到的土工合成材料與土體之間力 學(xué)性能參數(shù)差異較大，試驗所得出的土工合成材料力學(xué)性能指標(biāo)無法有效指導(dǎo)加筋土技術(shù) 設(shè)計與施工，且不能真實的反映出工程實際中土工合成材料的實際力學(xué)性能的技術(shù)問題， 進(jìn)而提供了 一種土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0007]-種土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)，其特征在于：所述土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng) 包括試驗臺架、下試驗盒、上試驗盒、扭矩傳感器、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)支承控制裝置、豎向加載 裝置、信號采集控制裝置以及用于夾持待進(jìn)行扭剪試驗的土工合成材料試樣的夾具；所述 豎向加載裝置、上試驗盒、待進(jìn)行扭剪試驗的土工合成材料試樣、下試驗盒、扭矩傳感器以 及回轉(zhuǎn)支承自上而下依次設(shè)置在試驗臺架上；所述回轉(zhuǎn)支承控制裝置與回轉(zhuǎn)支承相連并控 制回轉(zhuǎn)支承開啟、停止以及調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度；所述信號采集控制裝置分別與扭矩傳感器以及 豎向加載裝置相連。
[0008] 作為優(yōu)選，本實用新型所采用的回轉(zhuǎn)支承、扭矩傳感器、上試驗盒以及下試驗盒的 截面均為圓形，所述回轉(zhuǎn)支承、扭矩傳感器、上試驗盒以及下試驗盒呈同心設(shè)置。
[0009] 作為優(yōu)選，本實用新型所采用的土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)還包括固定支座、反 力架以及與反力架相連的反力桿；所述豎向加載裝置設(shè)置在反力架上；所述上試驗盒通過 固定支座與反力桿相連。
[0010] 作為優(yōu)選，本實用新型所采用的土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)還包括設(shè)置在豎向加 載裝置與上試驗盒之間的承載板；所述豎向加載裝置通過承載板向上試驗盒施加豎向荷 載；
[0011] 作為優(yōu)選，本實用新型所采用的承載板的直徑不小于190_，所述承載板的直徑與 上試驗盒的內(nèi)徑之差在5~IOmm范圍內(nèi)。
[0012] 作為優(yōu)選，本實用新型所采用的下試驗盒是半封閉的空心圓柱體；所述下試驗盒 的內(nèi)徑不小于300mm，所述下試驗盒的厚度不小于5mm，高度不小于50mm;所述上試驗盒是 含有內(nèi)切圓的正多邊形柱體；所述上試驗盒的內(nèi)徑不小于200mm，所述上試驗盒的壁厚最 薄弱處厚度不小于3mm，所述上試驗盒的高度不小于100mm，所述上試驗盒的外徑與下試驗 盒內(nèi)徑之差不小于80mm;所述正多邊形柱體是正六邊形柱體或正八邊形柱體。
[0013] 作為優(yōu)選，本實用新型所采用的待進(jìn)行扭剪試驗的土工合成材料的橫截面呈圓 形，待進(jìn)行扭剪試驗的土工合成材料試樣的直徑與下試驗盒的外徑相同。
[0014] 作為優(yōu)選，本實用新型所采用的回轉(zhuǎn)支承與扭矩傳感器之間以及下試驗盒與扭矩 傳感器之間均通過卡槽固定連接；所述回轉(zhuǎn)支承的旋轉(zhuǎn)精度不低于0.r，旋轉(zhuǎn)范圍為0~ 180°，旋轉(zhuǎn)速度為0.5~5° /min，旋轉(zhuǎn)精度不小于O.r/min。
[0015] 本實用新型提供了一種土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)，該土工合成材料扭剪試驗系 統(tǒng)包括下試驗盒、上試驗盒、扭矩傳感器、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)支承控制裝置、夾具、豎向加載裝 置、固定支座、承載板、反力桿、信號采集控制裝置、土工合成材料試樣、試驗臺架以及反力 架。本實用新型創(chuàng)新的采用了圓形的土工合成材料試樣，使各土工合成材料試樣扭剪試驗 時保持材料的一致性，有效解決了土工合成材料取樣的隨意性。同時，通過回轉(zhuǎn)支承帶動下 試驗盒旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了土工合成材料試驗與試驗土樣的扭剪試驗，革命性的創(chuàng)造了土工合成 材料扭剪試驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了土工合成材料與土體之間力學(xué)性能參數(shù)的唯一性，使測試結(jié)果 更穩(wěn)定，克服了現(xiàn)行規(guī)范中直剪和拉拔試驗不同測試方向工況下測得的力學(xué)性能參數(shù)差異 顯著的缺陷，有效避免了現(xiàn)行規(guī)范中直剪和拉拔試驗測試土工合成材料與土體之間力學(xué)性 能指標(biāo)無法有效指導(dǎo)加筋土技術(shù)設(shè)計與施工，且不能真實的反映出工程實際中土工合成材 料的實際力學(xué)性能的問題，解決了土工合成材料工程應(yīng)用中存在的安全隱患。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型的土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)的立面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2是圖1的俯視圖；
[0018] 附圖標(biāo)記說明如下：
[0019] 1-下試驗盒；2-上試驗盒；3-扭矩傳感器；4-回轉(zhuǎn)支承；5-回轉(zhuǎn)支承控制裝置； 6_夾具；7-豎向加載裝置；8-固定支座；9-承載板；10-反力桿；11-信號采集控制裝置； 12-土工合成材料試樣；13-試驗臺架；14-反力架。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本實用新型的土工合成材料各向異性直剪試驗 系統(tǒng)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0021] 實施例：
[0022] 參見圖1以及圖2, 一種土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)，包括下試驗盒1、上試驗盒2、 扭矩傳感器3、回轉(zhuǎn)支承4、回轉(zhuǎn)支承控制裝置5、夾具6、豎向加載裝置7、固定支座8、承載 板9、反力桿10、信號采集控制裝置11、土工合成材料試樣12、試驗臺架13以及反力架14。 [0023]豎向加載裝置7設(shè)置在反力架14上，上試驗盒2通過固定支座8與反力桿18相 連。
[0024] 下試驗盒1是半封閉的空心圓柱體，內(nèi)徑為300mm，厚度為5mm，高度為IOOmm;上 試驗盒2是含有內(nèi)切圓的正多邊形柱體；上試驗盒2的內(nèi)徑為200mm，壁厚最薄弱處厚度為 3mm，高度為100mm，上試驗盒2的外徑與下試驗盒1內(nèi)徑之差不小于80mm。正多邊形柱體 是正六邊形柱體或正八邊形柱體。
[0025] 待進(jìn)行扭剪試驗的土工合成材料12的橫截面呈圓形，直徑與下試驗盒1的外徑相 同。
[0026] 豎向加載裝置7通過承載板9向上試驗盒2施加豎向荷載。
[0027] 承載板9的直徑為190mm，承載板9的直徑與上試驗盒2的內(nèi)徑之差為10mm。
[0028] 回轉(zhuǎn)支承4與扭矩傳感器3通過卡槽固定連接，下試驗盒2與扭矩傳感器3通過 卡槽固定連接，回轉(zhuǎn)支承4的旋轉(zhuǎn)精度為0.1°，旋轉(zhuǎn)范圍為0~180°，旋轉(zhuǎn)速度為r/ min，旋轉(zhuǎn)精度為0.1° /min?；剞D(zhuǎn)支承控制裝置5用于控制回轉(zhuǎn)支承4開啟、停止以及調(diào) 節(jié)旋轉(zhuǎn)速度。
[0029] 本實用新型所提供的土工合成材料扭剪試驗系統(tǒng)的實施方式是：
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