CN102128787A - 土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置，土工格室或土工格栅水平放置在模型箱(1)内，在所述的模型箱(1)内填充有覆盖所述的土工格室或土工格栅的填料(4)，在填料(4)上方设有橡胶充气垫，在橡胶充气垫与模型箱(1)的顶部之间设有顶部反力加载板(2)，土工格室或土工格栅一端连接有横向加载构件(7)，在横向加载构件(7)与横向加载反力梁(6)之间设有横向加载装置，横向加载构件(7)上设有与控制系统电连接的位移传感器(10)和压力传感器(9)。本试验装置能通过上覆柔性压力装置模拟填料以上的荷载压力，测试得出土工格栅与填料复合体与周围填料之间的界面参数。

Description

土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置

技术领域

本发明涉及一种能够测试土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数的试验装置。

背景技术

土工格室和土工格栅是广泛运用于水利、交通和岩土工程各领域的土工合成材料，土工格室是一种立体材料，其格室大小取决于运用的工程场地和目的，其格室大小的规格从120*120mm到500mm*500mm不等。工程运用时在格室内填上各种填料构成格室与填料的复合体，复合体与一般的填料相比，能够承担一定的拉力作用，承载力和抗变形能力大幅提高。土工格栅是一种平面土工材料，其类型已上数百种，与填料组成的复合体在承载力和抗变形方面有明显的作用。长期以来，土工格室和土工格栅与填料之间的界面参数一直是人们关心的问题，过去的试验装置主要解决的是土工布或小肋条的土工格栅与土的界面参数的测试。其特征是，尺寸面积小，一般是500*500mm，上部加载方式采用液压千斤顶和加载板加载，填料表面受力平均。横向拉力采用机械方式，只能进行位移控制式试验，且拉力受试验装置限制，上覆压力过大时，试验装置的横向拉力不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够测试不同类型的土工格室或土工格栅等不同类型的平面或立体的土工合成材料与土体复合体的界面参数的土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置，包括由土工格室或土工格栅，所述的土工格室或土工格栅水平放置在模型箱内，在所述的模型箱内填充有覆盖所述的土工格室或土工格栅的填料，在所述的填料上方设有橡胶充气垫，在所述的橡胶充气垫与所述的模型箱的顶部之间设有顶部反力加载板，所述的土工格室或土工格栅一端连接有横向加载构件，在所述的横向加载构件与横向加载反力梁之间设有横向加载装置，所述的横向加载构件上设有与控制系统电连接的位移传感器和压力传感器。

所述的横向加载装置为液压千斤顶。

采用上述技术方案的土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置，橡胶充气垫和顶部反力加载板)构成竖向柔性加载系统，横向加载反力梁之间设有横向加载装置构成横向加载系统，位移传感器和压力传感器构成控制系统。试验原理是，试验时，根据试验前选择的试验控制方式(力或位移控制)，通过软件控制电磁伺服阀的开闭来控制液压流量，以达到控制液压千斤顶的作用。能够测试不同类型的土工格室或土工格栅等不同类型的平面或立体的土工合成材料与土体复合体的界面参数，具体参数是试验者根据测试的位移与拉力进行分析，主要指标是界面的摩擦角和静止摩阻力。

综上所述，本发明是一种能够测试不同类型的土工格室或土工格栅等不同类型的平面或立体的土工合成材料与土体复合体的界面参数的土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置。

附图说明

图1是本发明结构的剖面图；

图2是沿图1中A-A向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1和图2，土工格室或土工格栅水平放置在模型箱1内，模型箱1是25#A槽钢和四角的四根立柱构成，其强度能够满足试验的要求。在模型箱1内填充有覆盖土工格室5或土工格栅的填料4，在填料4上方设有橡胶充气垫3，橡胶充气垫3的长宽尺寸与模型箱1的长宽尺寸相同，高度为标准气压下为200mm。不加载时，橡胶充气垫3气压为0，当加载时，利用外部空压机给橡胶充气垫3加压。并控制其压力的大小。由于橡胶充气垫3是柔性表面，与填料4表面能够充分接触，并将压力均匀施加到填料4表面，这样克服了刚性加载板加载时由于填料4表面不平整引起的不同位置压力大小不均匀的情况，在橡胶充气垫3与模型箱1的顶部之间设有顶部反力加载板2，顶部反力加载板2由其尺寸与模型箱1的尺寸相同的20mm厚的钢板和6根或多根(根据上覆压力大小和模型箱尺寸确定)槽钢加工的肋板与模型箱1固定。土工格室5或土工格栅一端连接有横向加载构件7，在横向加载构件7与横向加载反力梁6之间设有液压千斤顶8，横向加载构件7上设有与控制系统电连接的位移传感器10和压力传感器9。

橡胶充气垫3和顶部反力加载板2构成竖向柔性加载系统，横向加载反力梁6之间设有液压千斤顶8构成横向加载系统，位移传感器10和压力传感器9构成控制系统。横向加载系统与控制系统的由硬件和软件两部分组成。硬件为位移传感器10、压力传感器9、液压千斤顶8、液压源、电磁伺服阀、相应的结构及电脑构成，软件则由为自编软件。试验原理是，试验时，根据试验前选择的试验控制方式(力或位移控制)，通过软件控制电磁伺服阀的开闭来控制液压流量，以达到控制液压千斤顶的作用。两种控制方式的图式如图。

参见图1和图2，具体试验步骤如下：

1)根据试验填料4的类型、土工格室5或土工格栅的类型和工程要求，将填料4填入模型箱1至相应的位置并压实。

2)在填料4表面铺设土工格室5或土工格栅，并将土工格室5或土工格栅一端与横向加载构件7相连接。然后在土工格室5内部或土工格栅表面填筑填料4，其厚度应大于土工格室5或土工格栅高度250～500mm，并压实至要求的程度。

3)在填料4表面铺设橡胶充气垫3，然后安装固定顶部反力加载板2。

4)向橡胶充气垫3内充气，先充10kPa的压力，以便使橡胶充气垫3充分调整和与填料4充分接触。

5)按试验要求橡胶充气垫3内充气，气压大小为上覆压力的大小。并稳定10分钟至1个小时(根据土的类型而定，砂性土时间短，粘性土时间强)。

6)当橡胶充气垫3稳定后，启动液压千斤顶8与位移传感器10、压力传感器9，先选择加载方式，然后启动相应加载程序。并将测试得到的位移和压力存盘。

7)当试验的位移已经达到试验要求或拉力已经由峰值变为稳定值后，可以停止试验。或者由试验者自己确定试验停止标准。

8)停止试验后，卸去橡胶充气垫3的压力。

Claims (2)

1.一种土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置，包括由土工格室或土工格栅，其特征是：所述的土工格室或土工格栅水平放置在模型箱(1)内，在所述的模型箱(1)内填充有覆盖所述的土工格室或土工格栅的填料(4)，在所述的填料(4)上方设有橡胶充气垫(3)，在所述的橡胶充气垫(3)与所述的模型箱(1)的顶部之间设有顶部反力加载板(2)，所述的土工格室或土工格栅一端连接有横向加载构件(7)，在所述的横向加载构件(7)与横向加载反力梁(6)之间设有横向加载装置，所述的横向加载构件(7)上设有与控制系统电连接的位移传感器(10)和压力传感器(9)。

2.根据权利要求1所述的土工格室或土工格栅与土复合体的界面参数测试装置，其特征是：所述的横向加载装置为液压千斤顶(8)。

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