CN111735705A - 一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪 - Google Patents

一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，包括液压伺服加载系统、反力系统、转动装置系统和微变形控制系统，所述液压伺服加载系统包括油桶，所述油桶上连接有导管，所述导管连接有液压加载器数控传输线，所述导管的下方连接有液压加载器，所述液压加载器的下端连接有组合式压头固定轴，所述组合式压头固定轴的下端连接有压头结构，所述反力系统包括所述顶部反力横梁，所述转动装置系统包括轴承、转动把手和与夹具相连的转动组合板，所述轴孔结构的外侧设置有所述轴承，所述转动组合板连接有带螺孔夹具，所述微变形控制系统包括红外线位移监测仪与基座相连的红外线位移测试仪数据线，本发明为加筋土领域施工设计提供重要依据。

Description

一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪
技术领域
本发明属于土工试验中土工筋材物理力学测试领域，具体为一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪。
背景技术
土工筋材材料因具有良好的变形适应和协调能力而在工程领域得到广泛应用，为保证加筋支挡结构或路基稳定性，必须要对筋材自身的强度和变形特性进行研究和计量，以便合理的确定筋材锚固方式和锚固长度以及加筋层数等信息，为此，我国《土工合成材料应用技术规范》(GB50290-2014)明确要求工程应用时，需要通过筋材拉伸试验、筋土拉拔试验等方式确定材料强度与变形特性、筋土界面摩擦特性等指标，这类筋材试验中施加的拉力均与筋材网面在统一方向上，近年来随着国家基础设施建设规模与范围的不断扩大，桩网复合地基的应用越来越广泛，而加筋褥垫层受到的桩头集中被动反力与筋材网面垂直，筋材承受的是法向荷载，然而目前针对柔性筋材法向荷载作用下的变形特定性测试设备与方法尚没有，因此需要发明一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪以填补土工筋材物理力学测试领域的空白。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的技术问题，提供一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，具体技术方案如下：
本发明提供一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，包括液压伺服加载系统、反力系统、转动装置系统和微变形控制系统，所述液压伺服加载系统包括油桶，所述油桶上连接有导管，所述导管贯穿连接到顶部反力横梁，所述导管连接有液压加载器数控传输线，所述导管的下方连接有液压加载器，所述液压加载器的下端连接有组合式压头固定轴，所述组合式压头固定轴的下端连接有压头结构，所述反力系统包括所述顶部反力横梁，所述顶部反力横梁的下端面四周均设置有反力柱，所述反力柱的下端与基座固定，所述转动装置系统包括轴承、转动把手和与夹具相连的转动组合板，所述转动把手的一端贯穿所述反力柱下端与其相连接，所述转动把手的另一端贯穿轴孔结构后与所述转动组合板连接，所述轴孔结构的外侧设置有所述轴承，所述转动组合板连接有带螺孔夹具，所述螺栓贯穿所述带螺孔夹具固定放置在所述带螺孔夹具内部的筋材边缘，所述微变形控制系统包括红外线位移监测仪与基座相连的红外线位移测试仪数据线。
本发明的进一步改进在于：所述基座、所述压头结构、所述压头固定轴和所述顶部反力横梁的中心同轴设置。
本发明的进一步改进在于：所述顶部反力横梁侧面设置有所述液压加载器数控传输线的布设通道。
本发明的进一步改进在于：所述压头结构包括压头本体结构和设置在所述压头本体结构上端的可拆装压头组合体，所述压头结构通过连杆与所述组合式压头固定轴相连接。
本发明的进一步改进在于：所述反力柱内挖设有与所述带螺栓孔夹具相连的所述轴承的容纳腔，所述轴承容纳的腔口两侧设置有与所述反力柱相连的横向限位挡块。
本发明的进一步改进在于：所述带螺栓孔夹具包括形状相同的上端夹片和下端夹片，所述上端夹片和所述下端夹片的端面上等间距的开设有筋材辅助限位螺栓孔，通过螺栓贯穿所述筋材辅助限位螺栓孔约束筋材，所述上端夹片和所述下端夹片的两侧端头通过螺栓与所述转动组合板上的安装孔相连接。
本发明的进一步改进在于：所述基座中心设置有可容纳红外线位移监测仪凹槽，所述红外线位移监测仪凹槽内安置有所述红外线位移监测仪。
本发明的进一步改进在于：所述基座的侧面设置有红外线位移监测元器件数据线出口，所述红外线位移监测元器件数据线出口中放置有红外线位移测试仪数据线。
本发明的进一步改进在于：四个所述反力柱的下端均通过纵向限位挡块连接在所述基座上。
本发明的进一步改进在于：每个所述反力柱的内侧通过垂直方式设置有两个透明有机玻璃限位板结构，相邻的两个所述反力柱上的设置的两个处于同一水平面的所述透明有机玻璃限位板结构之间连接设置有一个透明有机玻璃板结构，四个所述反力柱上共连接有四个所述透明有机玻璃板结构。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，不仅可以实现筋材处于单/双向固定时，筋材网片在法向荷载作用下的应力-应变关系以及网片兜状变形形态的研究，而且可以进行多层加筋土在法向荷载作用下的不同筋材层变形传导规律研究（此时，需要移除基座红外位移监测元件），整体结构布置合理并且操作便捷，可测试土工筋材随不同法向荷载作用下的应力-应变关系以及网片变形形态与破坏特征，更好的为将来加筋土领域的施工设计提供重要的依据，具有广阔的市场运用前景。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的镂空结构示意图；
图3为本发明的框架结构示意图；
图4为本发明的基座结构俯视示意图；
图5为本发明的基座结构立体示意图；
图6为本发明的带螺孔夹具分解结构示意图；
图7为本发明的带螺孔夹具图组合结构示意图；
图8为本发明的压头结构俯视结构示意图；
图9为本发明的压头结构侧视结构示意图；
附图说明：1-油桶、2-导管、3-顶部反力横梁、4-液压加载器数控传输线、5-液压加载器、6-组合式压头固定轴、7-压头结构、8-压头本体结构、9-可拆装压头组合体、10-连杆、11-反力柱、12-基座、13-轴承、14-转动把手、15-带螺孔夹具、16-转动组合板、17-轴孔结构、18-上端夹片、19-下端夹片、20-筋材辅助限位螺栓孔、21-安装孔、22-横向限位挡块、23-纵向限位挡块、24-红外线位移监测仪、25-红外线位移测试仪数据线、26-红外线位移监测仪凹槽、27-红外线位移监测元器件数据线出口、28-螺栓、29-透明有机玻璃限位板结构、30-透明有机玻璃板结构。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实施例提供一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，包括液压伺服加载系统、反力系统、转动装置系统和微变形控制系统，所述液压伺服加载系统包括油桶1，所述油桶1上连接有导管2，所述导管2贯穿连接到顶部反力横梁3，所述导管2连接有液压加载器数控传输线4，所述顶部反力横梁3的侧面设置有所述液压加载器数控传输线4的布设通道，所述导管2的下方连接有液压加载器5，所述液压加载器5的下端连接有组合式压头固定轴6，所述组合式压头固定轴6的下端连接有压头结构7，所述压头结构7包括压头本体结构8和设置在所述压头本体结构8上端的可拆装压头组合体9，所述压头结构7通过连杆10与所述组合式压头固定轴6相连接。
所述反力系统包括所述顶部反力横梁3，所述顶部反力横梁3的下端面四周均设置有反力柱11，所述反力柱11的下端与基座12固定，所述基座12、所述压头结构7、所述压头固定轴6和所述顶部反力横梁3的中心同轴设置，所述转动装置系统包括轴承13、转动把手14和与带螺孔夹具15相连的转动组合板16，所述转动把手14的一端贯穿所述反力柱11下端与其相连接，所述转动把手14的另一端贯穿轴孔结构17后与所述转动组合板16相连接，所述轴孔结构17的外侧设置有所述轴承13，所述转动组合板16连接有所述带螺孔夹具15，所述带螺栓孔夹具15包括形状相同的上端夹片18和下端夹片19，所述上端夹片18和所述下端夹片19的端面上等间距的开设有筋材辅助限位螺栓孔20，通过螺栓贯穿所述筋材辅助限位螺栓孔20约束筋材，所述上端夹片18和所述下端夹片19的两侧端头通过螺栓28与所述转动组合板16上的安装孔21相连接，所述螺栓21贯穿所述带螺孔夹具15固定放置在所述带螺孔夹具15内部的筋材边缘，所述反力柱11内挖设有与所述带螺栓孔夹具15相连的所述轴承13的容纳腔，所述轴承13容纳的腔口两侧设置有与所述反力柱11相连的横向限位挡块22，四个所述反力柱11的下端均通过纵向限位挡块23连接在所述基座12上。
所述微变形控制系统包括红外线位移监测仪24和与所述基座12相连的红外线位移测试仪数据线25，所述基座12中心设置有可容纳红外线位移监测仪凹槽26，所述红外线位移监测仪凹槽26内安置有所述红外线位移监测仪24，所述基座12的侧面设置有红外线位移监测元器件数据线出口27，所述红外线位移监测元器件数据线出口27中放置有红外线位移测试仪数据线25，每个所述反力柱11的内侧通过垂直方式设置有两个透明有机玻璃限位板结构29，相邻的两个所述反力柱11上的设置的两个处于同一水平面的所述透明有机玻璃限位板结构29之间连接设置有一个透明有机玻璃板结构30，四个所述反力柱11上共连接有四个所述透明有机玻璃板结构30，设置所述透明有机玻璃板结构30是为了防止如果进行测试的钢丝网片如果承受压力过大导致撕裂的时候割伤到进行测试的操作者或者在附近的人，起到安全防护的作用。
使用方法：
将待测试的筋材网片结构四周边缘通过所述带螺孔夹具的所述上端夹片和所述下端夹片压紧固定在所述转动组合板上，然后再通过所述螺栓结构贯穿所述筋材网片结构上的网孔结构进行二次纵向固定，然后再通过设置在所述转动组合板上的所述转动把手将筋材网片固定在所述反力柱上进行三次固定，然后开启所述油桶，油桶中的油经过所述导管结构进入所述液压加载器后推动所述组合式压头固定轴结构带动所述压头结构向下运动，从而可以使得类似于千斤顶作用的所述压头结构接触筋材网片结构，所述红外线位移监测仪将收集位移的数据给数据收集中心，同时所述液压加载器可以采集压力数据通过所述液压加载器数控传输线将压力数据给数据收集中心，最终根据筋材网片结构上的变形的大小尺寸进行测量，结合位移和压力等数据可以测算说筋材网片的变形特性。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，不仅可以实现筋材处于单/双向固定时，筋材网片在法向荷载作用下的应力-应变关系以及网片兜状变形形态的研究，而且可以进行多层加筋土在法向荷载作用下的不同筋材层变形传导规律研究（此时，需要移除基座红外位移监测元件），整体结构布置合理并且操作便捷，可测试土工筋材随不同法向荷载作用下的应力-应变关系以及网片变形形态与破坏特征，更好的为将来加筋土领域的施工设计提供重要的依据，具有广阔的市场运用前景。
以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：包括液压伺服加载系统、反力系统、转动装置系统和微变形控制系统，所述液压伺服加载系统包括油桶，所述油桶上连接有导管，所述导管贯穿连接到顶部反力横梁，所述导管连接有液压加载器数控传输线，所述导管的下方连接有液压加载器，所述液压加载器的下端连接有组合式压头固定轴，所述组合式压头固定轴的下端连接有压头结构，所述反力系统包括所述顶部反力横梁，所述顶部反力横梁的下端面四周均设置有反力柱，所述反力柱的下端与基座固定，所述转动装置系统包括轴承、转动把手和与夹具相连的转动组合板，所述转动把手的一端贯穿所述反力柱下端与其相连接，所述转动把手的另一端贯穿轴孔结构后与所述转动组合板连接，所述轴孔结构的外侧设置有所述轴承，所述转动组合板连接有带螺孔夹具，所述螺栓贯穿所述带螺孔夹具固定放置在所述带螺孔夹具内部的筋材边缘，所述微变形控制系统包括红外线位移监测仪与基座相连的红外线位移测试仪数据线。
2.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于，所述基座、所述压头结构、所述压头固定轴和所述顶部反力横梁的中心同轴设置。
3.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：所述顶部反力横梁侧面设置有所述液压加载器数控传输线的布设通道。
4.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：所述压头结构包括压头本体结构和设置在所述压头本体结构上端的可拆装压头组合体，所述压头结构通过连杆与所述组合式压头固定轴相连接。
5.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：所述反力柱内挖设有与所述带螺栓孔夹具相连的所述轴承的容纳腔，所述轴承容纳的腔口两侧设置有与所述反力柱相连的横向限位挡块。
6.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：所述带螺栓孔夹具包括形状相同的上端夹片和下端夹片，所述上端夹片和所述下端夹片的端面上等间距的开设有筋材辅助限位螺栓孔，通过螺栓贯穿所述筋材辅助限位螺栓孔约束筋材，所述上端夹片和所述下端夹片的两侧端头通过螺栓与所述转动组合板上的安装孔相连接。
7.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：所述基座中心设置有可容纳红外线位移监测仪凹槽，所述红外线位移监测仪凹槽内安置有所述红外线位移监测仪。
8.根据权利要求7所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：所述基座的侧面设置有红外线位移监测元器件数据线出口，所述红外线位移监测元器件数据线出口中放置有红外线位移测试仪数据线。
9.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：四个所述反力柱的下端均通过纵向限位挡块连接在所述基座上。
10.根据权利要求1所述的一种法向荷载作用下柔性筋材网片变形特性测试仪，其特征在于：每个所述反力柱的内侧通过垂直方式设置有两个透明有机玻璃限位板结构，相邻的两个所述反力柱上的设置的两个处于同一水平面的所述透明有机玻璃限位板结构之间连接设置有一个透明有机玻璃板结构，四个所述反力柱上共连接有四个所述透明有机玻璃板结构。
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