CN113049399B - 一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法 - Google Patents

一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113049399B
CN113049399B CN202110271972.4A CN202110271972A CN113049399B CN 113049399 B CN113049399 B CN 113049399B CN 202110271972 A CN202110271972 A CN 202110271972A CN 113049399 B CN113049399 B CN 113049399B
Authority
CN
China
Prior art keywords
box
test box
test
geosynthetic
low temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110271972.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113049399A (zh
Inventor
王家全
祁航翔
林志南
梁宁
黄世斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangxi University of Science and Technology
Original Assignee
Guangxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi University of Science and Technology filed Critical Guangxi University of Science and Technology
Priority to CN202110271972.4A priority Critical patent/CN113049399B/zh
Publication of CN113049399A publication Critical patent/CN113049399A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113049399B publication Critical patent/CN113049399B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/18—Performing tests at high or low temperatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/04—Chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0016—Tensile or compressive
    • G01N2203/0019—Compressive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means
    • G01N2203/0048—Hydraulic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0222—Temperature
    • G01N2203/0226—High temperature; Heating means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/022—Environment of the test
    • G01N2203/0222—Temperature
    • G01N2203/0228—Low temperature; Cooling means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/04—Chucks, fixtures, jaws, holders or anvils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法，属于土工合成材料试验技术领域。包括承重台，所述承重台底部设有若干个调节脚，所述试验盒包括上试验盒和下试验盒，所述下试验盒设于承重台的顶部，所述上试验盒安装于下试验盒的顶部，所述上试验盒包括多个规格的上试验盒，用于进行不同角度的竖向加载试验，所述上试验盒和下试验盒内填充有试验填料；所述上试验盒顶部设有竖向加载系统，所述竖向加载系统包括固定液压伺服千斤顶、万向球头、承压板、角度调整推杆和第一传感器。本发明能够调节竖向荷载作用方向与竖直方向的倾角，从而能够从不同倾斜角度对土工合成材料的蠕变性能进行研究。

Description

一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法
技术领域
本发明属于土工合成材试验技术领域，尤其是一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法。
背景技术
目前关于土工合成材料的蠕变特性研究主要集中于土工合成材料在有无侧限条件下的蠕变特性研究，且研究上部法向荷载作用的方向与竖直方向的夹角基本上集中在0度。在现有的研究当中发现，加筋土挡墙、加筋土坡等在长期荷载作用下，会形成一条贯穿的潜在破裂面，此时土工合成材料与土体不再是简单的摩擦作用，而是处于受剪状态，因此对于上部竖向荷载作用方向与竖直方向成不同倾斜角度的研究对土工合成材料的蠕变性能是意义重大的。
发明内容
本发明的目的是提供一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法，能够调节竖向荷载作用方向与竖直方向的倾角，从而能够从不同倾斜角度的研究对土工合成材料的蠕变性能进行研究。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种土工合成材料多功能蠕变仪，包括承重台，所述承重台底部设有若干个调节脚，所述承重台顶面的一端设有控制台，所述承重台顶面的另一端设有固定架，所述固定架与控制台之间设有试验盒，所述试验盒包括上试验盒和下试验盒，所述下试验盒设于承重台的顶部，所述上试验盒安装于下试验盒的顶部，所述上试验盒包括多个规格的上试验盒，用于进行不同角度的竖向加载试验，所述上试验盒和下试验盒内填充有试验填料；所述上试验盒顶部设有竖向加载系统，所述竖向加载系统包括固定液压伺服千斤顶、万向球头、承压板、角度调整推杆和第一传感器，所述固定支架设于所述承重台顶面靠近固定架支座的一端，所述承压板设于所述上试验盒顶部，所述万向球头设于所述承压板顶部，所述液压伺服千斤顶的一端与万向头铰接，所述角度调整推杆的一端与液压伺服千斤顶铰接，另一端与固定架顶部铰接，所述第一传感器设置于所述液压伺服千斤顶上，用于监控液压伺服千斤顶产生的压力。
进一步的，还包括计算机，所述计算机设于所述控制台上，所述计算机与所述控制台连接。
进一步的，所述上试验盒和下试验盒的上端和下端均设有开口，当上试验盒与下试验盒连接时，所述上试验盒底端沿承重台长度方向的相对两侧设有窄缝，所述下试验盒的两侧分别设有前端夹具和后端夹具，所述前端夹具和后端夹具用于夹持穿过窄缝土工合成材料。
进一步的，还包括水平加载系统，所述水平加载系统包括水平施力装置、施力伸缩杆和第二传感器，所述水平施力装置设于控制台内，所述施力伸缩杆的一端与水平施力装置连接，另一端与前端夹具靠近控制台的一侧连接，第二传感器设于所述施力伸缩杆上，用于监控施力伸缩杆产生的压力。
进一步的，还包括应变采集系统，所述应变采集系统包括位移传感器支座、位移传感器和钢绞线，所述位移传感器支座设于所述固定架和下试验盒之间，所述位移传感器设于所述位移传感器支座上，所述钢绞线的一端与位移传感器连接，另一端穿过上试验盒底部的窄缝与土工合成材料上的预设测点相连，所述位移传感的数量为两个以上。
进一步的，还包括高低温保温系统，所述高低温保温系统包括温度控制元件、温度监测元件以及高低温保温箱，所述温度控制元件和温度监测元件设于所述高低温保温箱内，所述温度控制元件用于设定试验盒里面的温度，温度监测元件用于监测试验盒里面的温度，所述高低温保温箱设于上试验盒和下试验盒的外侧。
进一步的，所述高低温保温箱分为上下两个箱体，两个所述箱体为可拆卸连接，所述上箱体包括多个与上试验盒相对应的上箱体，所述下箱体沿承重台长向的相对两侧设有孔洞。
进一步的，所述竖向加载系统还包括反力架，所述反力架包括竖直设置支撑杆和水平设置连杆，所述支撑杆的一端与承重台的一侧铰接，另一端与连杆铰接，所述连杆远离支撑杆的一端与液压伺服千斤顶固定连接，所述支撑杆为伸缩杆，所述支撑杆上设有锁紧其伸缩的锁紧螺栓。
进一步的，所述前端夹具由前端夹具上夹板、前端夹具中间夹板和前端夹具下夹板通过螺栓进行连接构成，其中前端夹具中间夹板底面和前端夹具下夹板顶面均有齿形咬合槽，并在咬合槽里面放置橡皮垫。
一种土工合成材料多功能蠕变仪的试验方法，包括：
步骤1、试验准备，根据竖向荷载作用方向与竖直方向的角度来选择相对应的上试验盒和与之对应的高低温保温箱，准备试验所需的试验填料、土工合成材料、土工合成材料上的预设测点与位移传感器连接的钢绞线，并调试设备直至符合试验要求，测定所选用的土工合成材料的极限抗拉强度Tmax；
步骤2、试样安装，开启计算机、开启液压伺服千斤顶的油阀开关，通过计算机将液压伺服千斤顶升至最高点，调整竖向荷载作用方向与竖直方向的角度θ，θ为0～60°之间，根据竖向荷载作用方向与竖直方向的角度来安装相对应的上试验盒及高低温保温箱，在装样之前打开高低温保温箱，分层填入土样并进行击实，其中每层填土不得超过10cm，土体填筑至下试验盒盒顶时放入土工合成材料试样，将试样左侧放置在前端夹具的中间夹板和下夹板(之间，并通过螺栓固定，将试样右侧放置在下试验盒的后端夹具的中间夹板和后端夹具的下夹板之间，通过螺栓固定，将土工合成材料上的预设测点通过钢绞线与位移传感器相连，安装完土工合成材料和位移传感器后继续填筑上部土体，土体填筑完成后通过计算机将液压伺服千斤顶缓慢的下降并通过承压板与土体接触；
步骤3、安装高低温保温箱：将高低温保温箱闭合并与电源连接，开启高低温保温箱，设定目标温度；
步骤4、试验加载，将上述安装好的测试设备置于目标温度下静置0.5～1天,目标温度为10～80℃之间；通过竖向加载系统在试验盒上盒顶部的试验填料上施加竖向载荷P，竖向载荷大小为0～300kPa之间；水平加载系统对前端夹具施加的水平荷载为土工合成材料的极限抗拉强度Tmax的N％，加载时长为1000h，将位移传感器采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移值通过计算机导出；
步骤5、重复步骤1-4至少两次以上，每次测试中水平加载系统对前端夹具施加的水平荷载在上一次土工合成材料极限抗拉强度Tmax水平荷载值的基础上增加n％，n为10，并将位移传感器采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过计算机导出；
步骤6、结果分析，将将位移传感器采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过应变公式计算得到对应预设检测点上土工合成材料的应变值：
ε＝(Δx/x)×100％
式中：ε为筋材应变量％；Δx为筋材蠕变变形量mm；x为筋材有效长度，即夹具间的净距离mm。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用加压气缸角度调节杆，实现了竖向荷载作用方向与竖直方向成不同倾角的加载方式，对研究土工合成材料的蠕变性能意义重大。
2.本发明的试验盒外侧安装高低温保温箱，可以设定试验盒内的温度，克服了传统蠕变仪无发控制试验盒内温度的缺陷；
附图说明
图1为土工合成材料多功能蠕变仪竖向荷载作用方向倾斜0度的正视图；
图2为土工合成材料多功能蠕变仪竖向荷载作用方向倾斜20度的正视图；
图3为土工合成材料多功能蠕变仪竖向荷载作用方向倾斜0度的俯视图；
图4为土工合成材料多功能蠕变仪竖向荷载作用方向倾斜0度时试验盒的正视图、左侧面图以及右侧面图(从左往右)；
图5为前端夹具的正视图、俯视图(从左往右)；
图6为后端夹具的正视图、俯视图以及右侧面图(从左往右)；
图7为土工合成材料多功能蠕变仪竖向荷载作用方向倾斜0度时高低温保温箱的左侧面图以及右侧面图(从左往右)。
附图中，
计算机(1)、控制台(2)、伸缩杆(3)、反力架(4)、液压伺服千斤顶(5)、第一传感器(6)、万向球头(7)、承压板(8)、加压气缸角度调整推杆(9)、位移传感器(10)、固定支架(11)、位移传感器的支座(12)、钢绞线(13)、土工合成材料(14)、土工合成材料上的预设测点(15)、试验填料(16)、高低温保温箱(17)、第二传感器(18)、承重台(19)、调节脚(20)、前端夹具(21)、前端夹具的上夹板(21-1)、前端夹具的中间夹板(21-2)、前端夹具的下夹板(21-3)、前端夹具与滑动轮之间的底座(22)、滑动轮(23)、后端夹具(24)、后端夹具的上夹板(24-1)、后端夹具的中间夹板(24-2)、后端夹具的下夹板(24-3)、试验盒上盒(25-1)、试验盒下盒(25-2)、上下盒间窄缝(26)、温度控制元件(27)、孔洞Ⅰ(28)、孔洞Ⅱ(29)。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本发明提供的一种土工合成材料多功能蠕变仪，包括承重台、试验盒、高低温保温系统、应变采集系统、水平加载系统、竖向加载系统、角度调节推杆、计算机控制系统。
承重台(19)为试验所需装置提供放置空间以及操作平台；
试样盒(25)，包括试验盒上盒(25-1)和试验盒下盒(25-2)，上下盒通过螺栓连接，所述的前端夹具(21)和后端夹具(24)在试样盒两端夹持土工合成材料(14)试样，后端夹具(24)固定在试验盒下盒(25-2)上，前端夹具(21)与伸缩杆(3)相连，通过放置在左侧控制台(2)里面的水平施力装置提供水平恒定拉力；
高低温保温系统，包括温度控制元件(27)、高低温保温箱(17)，用于设定和保持试验盒内的温度，所述高低温保温箱(17)位于试验盒外部，并且保温箱两端预留孔洞Ⅰ(28)和孔洞Ⅱ(29)，可以使应变采集系统的钢绞线(13)和传递水平拉力的伸缩杆(3)穿过；
应变采集系统，包括位移传感器(10)、钢绞线(13)，所述位移传感器(10)和钢绞线(13)可以进行更换，避免长期试验出现磨损，可以保证试验结果的准确性；
水平加载系统，包括水平施力装置、伸缩杆(3)、第二传感器(18)，水平施力装置为土工合成材料(14)试样提供恒定的水平荷载，其中水平施力装置放置在控制台(2)中；
竖向加载系统，包括反力架(4)、液压伺服千斤顶(5)、第一传感器(6)、万向球头(7)、承压板(8)，为试验提供所需的法向荷载，其中反力架(4)一端固定液压伺服千斤顶(5)，另外一端通过铰支座连接，目的是当加压气缸角度调整推杆(9)伸缩时跟着一起转动，同时一起支撑液压伺服千斤顶(5)使之保持稳定。
角度调节推杆(9)，通过调节可以改变竖向荷载作用方向与竖直方向之间的角度，从而实现对不同角度下的土工合成材料蠕变性能进行研究。
计算机控制系统，包括计算机(1)、软件系统构成，通过软件控制水平荷载、竖向荷载输出的大小以及对位移传感器采集的蠕变位移值进行记录；
如图5-6所示，图5为为前端夹具(21)的正视图及俯视图(从左往右)，其中前端夹具(21)由上、中、下三块夹板构成，三块夹板通过螺栓固定，上夹板通过2枚螺栓穿过中间夹板与下夹板连接，中间夹板及下夹板相配合的夹持面上均有齿形咬合槽，齿形咬合槽上设置有橡胶垫片以夹持土工合成材料(14)，其中前端夹具(21)与滑动轮(23)通过滑动轮与前端夹具之间的底座(22)进行连接。图6为后端夹具(24)的正视图、俯视图以及右侧面图(从左往右)，其中后端夹具(24)由上、中、下三块夹板构成，三块夹板通过螺栓固定，上夹板通过2枚螺栓穿过中间夹板与下夹板连接，中间夹板及下夹板相配合的夹持面上均有齿形咬合槽，齿形咬合槽上设置有橡胶垫片以夹持土工合成材料(14)，其后端夹具(24)固定在试验盒下盒(25-2)上。
图7为土工合成材料多功能蠕变仪竖向荷载作用方向倾斜0度时高低温保温箱的左侧视图以及右侧视图(从左往右)，其中温度控制元件(27)用于设定试验盒里面的温度，而左右两侧的孔洞Ⅰ(28)和孔洞Ⅱ(29)是为了可以使应变采集系统的钢绞线(13)和传递水平拉力的伸缩杆(3)穿过；
此外，本发明还提供了一种土工合成材料高低温蠕变仪的试验方法，包括：
步骤1、试验准备，根据竖向荷载作用方向与竖直方向成不同的角度来选择相对应的试验盒上盒(25-1)和与之对应的高低温保温箱(17)，准备试验所需的试验填料(16)、土工合成材料(14)、土工合成材料上的预设测点(15)与位移传感器(10)连接的钢绞线(13)，并调试设备直至符合试验要求，测定所选用的土工合成材料(14)的极限抗拉强度Tmax；
步骤2、试样安装：开启计算机(1)、开启液压伺服千斤顶(5)的油阀开关，通过计算机(1)将液压伺服千斤顶(5)升至最高点，调整竖向荷载作用方向与竖直方向的角度θ，θ为0～60°之间，根据竖向荷载作用方向与竖直方向的角度来安装相对应的试验盒上盒(25-1)及高低温保温箱(17)，在装样之前打开高低温保温箱(17)，分层填入土样并进行击实，其中每层填土不得超过10cm，土体填筑至试验盒下盒(25-2)盒顶时放入土工合成材料(14)试样，将试样左侧放置在前端夹具(21)的中间夹板(21-2)和下夹板(21-3)之间，并通过螺栓固定，将试样右侧放置在试验盒下盒(25-2)的后端夹具(24)的中间夹板(24-2)和后端夹具的下夹板(24-3)之间，通过螺栓固定，将土工合成材料上的预设测点(15)通过钢绞线(13)与位移传感器(10)相连，安装完土工合成材料(14)和位移传感器(10)后继续填筑上部土体，土体填筑完成后通过计算机(1)将液压伺服千斤顶(5)缓慢的下降并通过承压板(8)与土体接触；
步骤3、安装高低温保温箱：将高低温保温箱(17)闭合并与电源连接，开启高低温保温箱，设定目标温度；
步骤4、试验加载，将上述安装好的测试设备置于目标温度下静置0.5～1天,目标温度为10～80℃之间；通过竖向加载系统在试验盒上盒(25-1)顶部的试验填料(16)上施加垂直于土工合成材料(14)的竖向载荷P，竖向载荷大小为0～300kPa之间；水平加载系统对前端夹具(21)施加的水平荷载为土工合成材料(14)的极限抗拉强度Tmax的N％，加载时长为1000h，将位移传感器(10)采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过计算机(1)导出；
步骤5、重复步骤1-4至少两次以上，每次测试中水平加载系统对前端夹具(21)施加的水平荷载在上一次土工合成材料(14)极限抗拉强度Tmax水平荷载值的基础上增加n％，n取10，并将位移传感器(10)采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过计算机(1)导出；
步骤6、结果分析，将将位移传感器(10)采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过应变公式计算得到对应预设检测点上土工合成材料(14)的应变值：
ε＝(Δx/x)×100％
式中：ε为筋材应变量％；Δx为筋材蠕变变形量mm；x为筋材有效长度，即夹具间的净距离mm。
本发明进行试验的具体步骤如下：
(1)、试验准备，根据竖向荷载作用方向与竖直方向成不同的角度来选择相对应的试验盒上盒(25-1)和与之对应的高低温保温箱(17)，准备试验所需的试验填料(16)、土工合成材料(14)、土工合成材料上的预设测点(15)与位移传感器(10)连接的钢绞线(13)，并调试设备直至符合试验要求，测定所选用的土工合成材料(14)的极限抗拉强度Tmax；
(2)、试样安装：开启计算机(1)、开启液压伺服千斤顶(5)的油阀开关，通过计算机(1)将液压伺服千斤顶(5)升至最高点，调整竖向荷载作用方向与竖直方向的角度θ，θ为0～60°之间，根据竖向荷载作用方向与竖直方向的角度来安装相对应的试验盒上盒(25-1)及高低温保温箱(17)，在装样之前打开高低温保温箱(17)，分层填入土样并进行击实，其中每层填土不得超过10cm，土体填筑至试验盒下盒(25-2)盒顶时放入土工合成材料(14)试样，将试样左侧放置在前端夹具(21)的中间夹板(21-2)和下夹板(21-3)之间，并通过螺栓固定，将试样右侧放置在试验盒下盒(25-2)的后端夹具(24)的中间夹板(24-2)和后端夹具的下夹板(24-3)之间，通过螺栓固定，将土工合成材料上的预设测点(15)通过钢绞线(13)与位移传感器(10)相连，安装完土工合成材料(14)和位移传感器(10)后继续填筑上部土体，土体填筑完成后通过计算机(1)将液压伺服千斤顶(5)缓慢的下降并通过承压板(8)与土体接触；
(3)、安装高低温保温箱：将高低温保温箱(17)闭合并与电源连接，开启高低温保温箱，设定目标温度；
(4)、试验加载，将上述安装好的测试设备置于目标温度下静置0.5～1天,目标温度为10～80℃之间；通过竖向加载系统在试验盒上盒(25-1)顶部的试验填料(16)上施加垂直于土工合成材料(14)的竖向载荷P，竖向载荷大小为0～300kPa之间；水平加载系统对前端夹具(22)施加的水平荷载为土工合成材料(14)的极限抗拉强度Tmax的N％，加载时长为1000h，将位移传感器(10)采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过计算机(1)导出；
(5)、重复步骤1-4至少两次以上，每次测试中水平加载系统对前端夹具(21)施加的水平荷载在上一次土工合成材料(14)极限抗拉强度Tmax水平荷载值的基础上增加n％，n取10，并将位移传感器(10)采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过计算机(1)导出；
(6)、结果分析，将将位移传感器(10)采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过应变公式计算得到对应预设检测点上土工合成材料(14)的应变值：
ε＝(Δx/x)×100％
式中：ε为筋材应变量％；Δx为筋材蠕变变形量mm；x为筋材有效长度，即夹具间的净距离mm。
上述说明是针对本发明较佳实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种土工合成材料多功能蠕变仪，其特征在于，包括承重台，所述承重台底部设有若干个调节脚，所述承重台顶面的一端设有控制台，所述承重台顶面的另一端设有固定架，所述固定架与控制台之间设有试验盒，所述试验盒包括上试验盒和下试验盒，所述下试验盒设于承重台的顶部，所述上试验盒安装于下试验盒的顶部，所述上试验盒包括多个规格的上试验盒，用于进行不同角度的竖向加载试验，所述上试验盒和下试验盒内填充有试验填料；所述上试验盒顶部设有竖向加载系统，所述竖向加载系统包括固定液压伺服千斤顶、万向球头、承压板、角度调整推杆和第一传感器，所述固定支架设于所述承重台顶面靠近固定架支座的一端，所述承压板设于所述上试验盒顶部，所述万向球头设于所述承压板顶部，所述液压伺服千斤顶的一端与万向头铰接，所述角度调整推杆的一端与液压伺服千斤顶铰接，另一端与固定架顶部铰接，所述第一传感器设置于所述液压伺服千斤顶上，用于监控液压伺服千斤顶产生的压力；
还包括高低温保温系统，所述高低温保温系统包括温度控制元件、温度监测元件以及高低温保温箱，所述温度控制元件和温度监测元件设于所述高低温保温箱内，所述温度控制元件用于设定试验盒里面的温度，温度监测元件用于监测试验盒里面的温度，所述高低温保温箱箱设于上试验盒和下试验盒的外侧；
所述高低温保温箱分为上下两个箱体，两个所述箱体为可拆卸连接，所述上箱体包括多个与上试验盒相对应的上箱体，所述下箱体沿承重台长向的相对两侧设有孔洞；
所述上试验盒和下试验盒的上端和下端均设有开口，当上试验盒与下试验盒连接时，所述上试验盒底端沿承重台长度方向的相对两侧设有窄缝，所述下试验盒的两侧分别设有前端夹具和后端夹具，所述前端夹具和后端夹具用于夹持穿过窄缝土工合成材料；
所述土工合成材料多功能蠕变仪的试验方法，包括：
步骤1、试验准备，根据竖向荷载作用方向与竖直方向的角度来选择相对应的上试验盒和与之对应的高低温保温箱，准备试验所需的试验填料、土工合成材料、土工合成材料上的预设测点与位移传感器连接的钢绞线，并调试设备直至符合试验要求，测定所选用的土工合成材料的极限抗拉强度Tmax；
步骤2、试样安装，开启计算机、开启液压伺服千斤顶的油阀开关，通过计算机将液压伺服千斤顶升至最高点，调整竖向荷载作用方向与竖直方向的角度θ，θ为0～60°之间，根据竖向荷载作用方向与竖直方向的角度来安装相对应的上试验盒及高低温保温箱，在装样之前打开高低温保温箱，分层填入土样并进行击实，其中每层填土不得超过10cm，土体填筑至下试验盒盒顶时放入土工合成材料试样，将试样左侧放置在前端夹具的中间夹板和下夹板之间，并通过螺栓固定，将试样右侧放置在下试验盒的后端夹具的中间夹板和后端夹具的下夹板之间，通过螺栓固定，将土工合成材料上的预设测点通过钢绞线与位移传感器相连，安装完土工合成材料和位移传感器后继续填筑上部土体，土体填筑完成后通过计算机将液压伺服千斤顶缓慢的下降并通过承压板与土体接触；
步骤3、安装高低温保温箱：将高低温保温箱闭合并与电源连接，开启高低温保温箱，设定目标温度；
步骤4、试验加载，将上述安装好的测试设备置于目标温度下静置0.5～1天,目标温度为10～80℃之间；通过竖向加载系统在试验盒上盒顶部的试验填料上施加竖向载荷P，竖向载荷大小为0～300kPa之间；水平加载系统对前端夹具施加的水平荷载为土工合成材料的极限抗拉强度Tmax的N％，加载时长为1000h，将位移传感器采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移值通过计算机导出；
步骤5、重复步骤1-4至少两次，每次测试中水平加载系统对前端夹具施加的水平荷载在上一次土工合成材料极限抗拉强度Tmax水平荷载值的基础上增加n％，n为10，并将位移传感器采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过计算机导出；
步骤6、结果分析，将将位移传感器采集的土工合成材料上的不同预设测点的位移通过应变公式计算得到对应预设检测点上土工合成材料的应变值：
ε＝(Δx/x)×100％
式中：ε为筋材应变量，％；Δx为筋材蠕变变形量，mm；x为筋材有效长度，即夹具间的净距离，mm。
2.如权利要求1所述的土工合成材料多功能蠕变仪，其特征在于，还包括计算机，所述计算机设于所述控制台上，所述计算机与所述控制台连接。
3.如权利要求1所述的土工合成材料多功能蠕变仪，其特征在于，还包括水平加载系统，所述水平加载系统包括水平施力装置、施力伸缩杆和第二传感器，所述水平施力装置设于控制台内，所述施力伸缩杆的一端与水平施力装置连接，另一端与前端夹具靠近控制台的一侧连接，第二传感器设于所述施力伸缩杆上，用于监控施力伸缩杆产生的压力。
4.如权利要求3所述的土工合成材料多功能蠕变仪，其特征在于，还包括应变采集系统，所述应变采集系统包括位移传感器支座、位移传感器和钢绞线，所述位移传感器支座设于所述固定架和下试验盒之间，所述位移传感器设于所述位移传感器支座上，所述钢绞线的一端与位移传感器连接，另一端穿过上试验盒底部的窄缝与土工合成材料上的预设测点相连，所述位移传感的数量为两个以上。
5.如权利要求1所述的土工合成材料多功能蠕变仪，其特征在于，所述竖向加载系统还包括反力架，所述反力架包括竖直设置支撑杆和水平设置连杆，所述支撑杆的一端与承重台的一侧铰接，另一端与连杆铰接，所述连杆远离支撑杆的一端与液压伺服千斤顶固定连接，所述支撑杆为伸缩杆，所述支撑杆上设有锁紧其伸缩的锁紧螺栓。
6.如权利要求5所述的土工合成材料多功能蠕变仪，其特征在于，所述的前端夹具由前端夹具上夹板、前端夹具中间夹板和前端夹具下夹板通过螺栓进行连接构成，其中前端夹具中间夹板底面和前端夹具下夹板顶面均有齿形咬合槽，并在咬合槽里面放置橡皮垫。
CN202110271972.4A 2021-03-12 2021-03-12 一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法 Active CN113049399B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110271972.4A CN113049399B (zh) 2021-03-12 2021-03-12 一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110271972.4A CN113049399B (zh) 2021-03-12 2021-03-12 一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113049399A CN113049399A (zh) 2021-06-29
CN113049399B true CN113049399B (zh) 2023-11-21

Family

ID=76512379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110271972.4A Active CN113049399B (zh) 2021-03-12 2021-03-12 一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113049399B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114608968A (zh) * 2022-02-22 2022-06-10 中国建筑第八工程局有限公司 万向铰支座承载力加载试验装置
CN114894606B (zh) * 2022-05-23 2024-05-14 湖北工业大学 一种土工合成材料蠕变性能的测试装置及测试方法

Citations (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2686977A1 (fr) * 1992-02-04 1993-08-06 Commissariat Energie Atomique Dispositif de fluage d'une eprouvette.
JP2000214058A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Nihon University クリ―プ試験方法と装置
US6332364B1 (en) * 1999-04-23 2001-12-25 Bio Syntech Canada Inc. Universal mechanical testing device
CN101051013A (zh) * 2007-04-27 2007-10-10 东南大学 柔性粘结材料现场抗剪强度测定仪
KR20090095533A (ko) * 2009-08-14 2009-09-09 주식회사 알앤비 전원 단락 후 자동 시작기능을 가지는 크리프 시험기
CN102589989A (zh) * 2012-02-10 2012-07-18 重庆大学 一种单轴拉压双功能蠕变仪
CN103741663A (zh) * 2013-12-23 2014-04-23 广西科技大学 一种玻璃纤维土工格栅
CN103743629A (zh) * 2013-12-25 2014-04-23 广西科技大学 土工格栅剪切试验装置
CN103759957A (zh) * 2013-12-25 2014-04-30 广西科技大学 土工格栅拉拔试验装置
CN104007025A (zh) * 2014-05-08 2014-08-27 河海大学 一种测试土工合成材料界面抗剪强度特性的多功能斜板仪
CN104198276A (zh) * 2014-08-25 2014-12-10 广西科技大学 土工合成材料大型可视化拉拔试验设备
CN105352820A (zh) * 2015-09-18 2016-02-24 山东大学 一种多功能裂隙岩体压剪试验装置
CN105403468A (zh) * 2015-12-29 2016-03-16 华中科技大学 一种蠕变试验机
JP2016176890A (ja) * 2015-03-23 2016-10-06 前田建設工業株式会社 流体のレオロジー定数測定装置及び測定方法
CN106840810A (zh) * 2017-04-12 2017-06-13 中国地质大学（武汉） 一种适用于竖向剪切面的环剪试验及土样制备装置
CN106940274A (zh) * 2017-04-14 2017-07-11 南京泰克奥科技有限公司 一种全自动流变直剪仪及其实验操作方法
CN107036909A (zh) * 2017-04-12 2017-08-11 中国地质大学（武汉） 一种适用于竖向剪切面的环剪试验仪
CN107356482A (zh) * 2017-07-31 2017-11-17 石家庄铁道大学 测试土工合成材料蠕变性能的试验平台
JP2018091720A (ja) * 2016-12-02 2018-06-14 中部電力株式会社 金属材料のクリープ損傷を評価する評価方法及び評価装置
CN108918289A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 河海大学 一种能控温的水环境中土工膜蠕变性能测试装置及方法
CN108931436A (zh) * 2018-06-01 2018-12-04 陕西省地质环境监测总站 一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置
CN208270341U (zh) * 2018-05-03 2018-12-21 山东科技大学 一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置
CN109932246A (zh) * 2019-04-22 2019-06-25 桂林电子科技大学 一种土工合成材料顶压蠕变试验装置
JP2019117093A (ja) * 2017-12-27 2019-07-18 前田建設工業株式会社 コンクリートのレオロジー定数測定方法およびその装置
CN110376329A (zh) * 2019-06-28 2019-10-25 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种考虑高原环境的换流变绝缘材料燃烧试验装置及方法
CN111089781A (zh) * 2020-01-16 2020-05-01 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩石剪切试验设备及针对岩石试块的直剪试验测试方法
CN111948069A (zh) * 2019-05-15 2020-11-17 中交四航工程研究院有限公司 一种竖向变剪力式直剪蠕变仪
CN215262895U (zh) * 2021-03-12 2021-12-21 广西科技大学 一种土工合成材料多功能蠕变试验装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8210051B2 (en) * 2004-12-03 2012-07-03 General Electric Company System and method for cyclic testing
FR2925682B1 (fr) * 2007-12-20 2010-01-01 Commissariat Energie Atomique Dispositif de mesure du fluage d'un film mince, intercale entre deux substrats rigides, avec une extremite encastree et procede d'utilisation
US8413521B2 (en) * 2011-03-22 2013-04-09 General Electric Company Apparatus and method for over-peak loading for creep-rupture testing
EP3318181A1 (en) * 2016-11-04 2018-05-09 ETH Zurich Aspiration device and method for determining viscoelastic properties of biological tissues and synthetic materials
WO2018152104A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Ut-Battelle, Llc Molten salt environment creep testing extensometry system

Patent Citations (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2686977A1 (fr) * 1992-02-04 1993-08-06 Commissariat Energie Atomique Dispositif de fluage d'une eprouvette.
JP2000214058A (ja) * 1999-01-26 2000-08-04 Nihon University クリ―プ試験方法と装置
US6332364B1 (en) * 1999-04-23 2001-12-25 Bio Syntech Canada Inc. Universal mechanical testing device
CN101051013A (zh) * 2007-04-27 2007-10-10 东南大学 柔性粘结材料现场抗剪强度测定仪
KR20090095533A (ko) * 2009-08-14 2009-09-09 주식회사 알앤비 전원 단락 후 자동 시작기능을 가지는 크리프 시험기
CN102589989A (zh) * 2012-02-10 2012-07-18 重庆大学 一种单轴拉压双功能蠕变仪
CN103741663A (zh) * 2013-12-23 2014-04-23 广西科技大学 一种玻璃纤维土工格栅
CN103743629A (zh) * 2013-12-25 2014-04-23 广西科技大学 土工格栅剪切试验装置
CN103759957A (zh) * 2013-12-25 2014-04-30 广西科技大学 土工格栅拉拔试验装置
CN104007025A (zh) * 2014-05-08 2014-08-27 河海大学 一种测试土工合成材料界面抗剪强度特性的多功能斜板仪
CN104198276A (zh) * 2014-08-25 2014-12-10 广西科技大学 土工合成材料大型可视化拉拔试验设备
JP2016176890A (ja) * 2015-03-23 2016-10-06 前田建設工業株式会社 流体のレオロジー定数測定装置及び測定方法
CN105352820A (zh) * 2015-09-18 2016-02-24 山东大学 一种多功能裂隙岩体压剪试验装置
CN105403468A (zh) * 2015-12-29 2016-03-16 华中科技大学 一种蠕变试验机
JP2018091720A (ja) * 2016-12-02 2018-06-14 中部電力株式会社 金属材料のクリープ損傷を評価する評価方法及び評価装置
CN106840810A (zh) * 2017-04-12 2017-06-13 中国地质大学（武汉） 一种适用于竖向剪切面的环剪试验及土样制备装置
CN107036909A (zh) * 2017-04-12 2017-08-11 中国地质大学（武汉） 一种适用于竖向剪切面的环剪试验仪
CN106940274A (zh) * 2017-04-14 2017-07-11 南京泰克奥科技有限公司 一种全自动流变直剪仪及其实验操作方法
CN107356482A (zh) * 2017-07-31 2017-11-17 石家庄铁道大学 测试土工合成材料蠕变性能的试验平台
JP2019117093A (ja) * 2017-12-27 2019-07-18 前田建設工業株式会社 コンクリートのレオロジー定数測定方法およびその装置
CN208270341U (zh) * 2018-05-03 2018-12-21 山东科技大学 一种杠杆式煤岩长期蠕变试验装置
CN108931436A (zh) * 2018-06-01 2018-12-04 陕西省地质环境监测总站 一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置
CN108918289A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 河海大学 一种能控温的水环境中土工膜蠕变性能测试装置及方法
CN109932246A (zh) * 2019-04-22 2019-06-25 桂林电子科技大学 一种土工合成材料顶压蠕变试验装置
CN111948069A (zh) * 2019-05-15 2020-11-17 中交四航工程研究院有限公司 一种竖向变剪力式直剪蠕变仪
CN110376329A (zh) * 2019-06-28 2019-10-25 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 一种考虑高原环境的换流变绝缘材料燃烧试验装置及方法
CN111089781A (zh) * 2020-01-16 2020-05-01 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩石剪切试验设备及针对岩石试块的直剪试验测试方法
CN215262895U (zh) * 2021-03-12 2021-12-21 广西科技大学 一种土工合成材料多功能蠕变试验装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Load-bearing characteristics of square footing on geogrid-reinforced sand subjected to repeated loading;Zhang Liangliang 等;《Journal of Central South University》;第27卷(第3期);第920-936页 *
Use of the inclined plane test in measuring geosynthetic interface friction relationship;Reyes Ramirez R 等;《Geosynthetics International》;第10卷(第5期);第165-175页 *
土工格栅拉拔试验及筋材受力特性分析;王家全 等;《广西科技大学学报（自然科学版）》;第41卷(第1期);第134-140页 *
离心模型试验中土工格栅拉力测量;俞松波 等;《岩石力学与工程学报》;第27卷(第11期);第2295-2301页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113049399A (zh) 2021-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113049399B (zh) 一种土工合成材料多功能蠕变仪及其试验方法
CN101281085B (zh) 乘用车白车身结构静刚度测试系统及其试验方法
CN206020193U (zh) 一种满足不同尺寸规格的岩石抗剪断强度测试试验装置
CN106198258B (zh) 岩石抗剪断强度尺寸效应试验机
CN109374418B (zh) 等效弹性边界下锚链与土切向和法向抗力测试方法
CN201193971Y (zh) 乘用车白车身结构静刚度测试系统
CN207730442U (zh) 一种汽车零部件的检测装置
CN112697596B (zh) 可移动的多功能煤岩层相似模拟实验台
CN109269896A (zh) 一种多角度荷载施加装置及方法
CN111366462A (zh) 一种多功能压剪试验机
CN215262895U (zh) 一种土工合成材料多功能蠕变试验装置
KR19990078680A (ko) 유압서보 전단시험기
CN109883856A (zh) 一种压剪试验机
CN106351267A (zh) 下压静载作用下的桩基础承载特性模型试验装置
CN110686980B (zh) 一种非均匀侧向荷载下隧道开挖模拟装置
CN219935211U (zh) 一种用于桥梁伸缩装置的试验台座
CN209784066U (zh) 土钉拉拔试验箱及土钉拉拔试验装置
CN209911105U (zh) 一种保持侧向和轴向垂直的结构试验加载装置
CN105136577B (zh) 一种装配式多功能试验装置
RU48225U1 (ru) Стенд для испытания железобетонных элементов на косое внецентренное кратковременное динамическое растяжение
CN208283167U (zh) 基于实际工况的多功能土工格栅拉拔试验装置
CN208155747U (zh) 基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置
CN112748023B (zh) 一种土工合成材料温度控制斜剪试验装置及试验方法
CN206521775U (zh) 一种下压静载作用下的桩基础承载特性模型试验装置
CN115655865A (zh) 模拟混凝土管片局部荷载力学性能的试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant