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专利号: 2021102719724
申请人: 广西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-09-26
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

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。

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2所述的土工合成材料多功能蠕变仪,其特征在于,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。

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。

5.如权利要求4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。

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,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。

7.如权利要求6所述的土工合成材料多功能蠕变仪,其特征在于,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。

8.如权利要求7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。

9.如权利要求8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。

10.一种如权利要求9的土工合成材料多功能蠕变仪的试验方法,其特征在于,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(1)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。