[发明专利]一种土工合成材料双状态多功能土中蠕变试验装置

说明书

本发明公开了一种土工合成材料双状态多功能土中蠕变试验装置，包括试验箱Ⅰ、工作台Ⅱ、悬挂装置Ⅲ、夹具装置Ⅳ、水平施力装置Ⅴ、导向装置Ⅵ、液压加载装置Ⅶ、数据采集装置Ⅷ，其特征在于：所述试验箱Ⅰ位于工作台Ⅱ上方，所述悬挂装置Ⅲ位于试验箱Ⅰ上方，所述夹具装置Ⅳ设有四组，四组所述夹具装置Ⅳ分别位于试验箱Ⅰ四周，所述水平施力装置Ⅴ也设有四组。本发明可实现土工合成材料在土中或空气中顶压和拉伸双状态下的蠕变，并且引入倒插刺实现试样的整体拉伸扩张，用于研究土工合成材料在真实工作条件下的蠕变性能，比现有单状态条件下的拉伸蠕变试验机更具有实际意义。

技术领域

本发明涉及材料性能试验相关技术领域，具体为一种土工合成材料双状态多功能土中蠕变试验装置。

背景技术

土工合成材料的蠕变特性是当今研究的热点问题。对于土工合成材料蠕变特性的测试，往往采用常规的水平拉伸蠕变试验方法，所测的蠕变特性与土工合成材料在部分工程应用中的主要受力状态相差较大，不能准确地反映土工合成材料在法向顶压、水平拉伸双状态下空气中或土中的蠕变特性。

现有的试验装置仅能单独地反映水平拉伸或顶压状态下的蠕变特性，未能将二者结合。土中蠕变试验装置仅能用于单状态的单向水平拉伸蠕变试验，未能进行双向的水平拉伸土中蠕变试验及包含顶压状态的蠕变试验；双向拉伸蠕变测试仪仅能用于进行空气中的水平拉伸状态下蠕变试验，未能进行双状态以及土中的蠕变试验。但土工合成材料在实际工程中的使用不仅产生拉伸状态下空气中单侧或双侧蠕变、拉伸状态下土中蠕变或顶压状态下空气中蠕变，而是顶压状态与拉伸状态下的蠕变相结合发生于土中或空气中。其次，现有的双向拉伸夹具随拉伸而相互分离，而材料的未夹部分会向拉伸方向的反方向收缩，不能实现土工合成材料的整体扩张。另外，现有的顶压蠕变试验装置经实际试验后，发现存在一定的缺陷，比如由于顶压块滑移而导致应力集中。因此，研发一种能真实反映土工合成材料在土中的双状态蠕变力学特性，且便于操作的土工合成材料双状态土中蠕变试验装置具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土工合成材料双状态多功能土中蠕变试验装置，以解决上述背景技术中提到的现有的试验装置仅能单独地反映水平拉伸或顶压状态下的蠕变特性，未能将二者结合，现有的双向拉伸夹具随拉伸而相互分离，而材料的未夹部分会向拉伸方向的反方向收缩，不能实现土工合成材料的整体扩张，现有的顶压蠕变试验装置经实际试验后，存在一定的缺陷的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土工合成材料双状态多功能土中蠕变试验装置，包括试验箱Ⅰ、工作台Ⅱ、悬挂装置Ⅲ、夹具装置Ⅳ、水平施力装置Ⅴ、导向装置Ⅵ、液压加载装置Ⅶ、数据采集装置Ⅷ，其特征在于：所述试验箱Ⅰ位于工作台Ⅱ上方，所述悬挂装置Ⅲ位于试验箱Ⅰ上方，所述夹具装置Ⅳ设有四组，四组所述夹具装置Ⅳ分别位于试验箱Ⅰ四周，所述水平施力装置Ⅴ也设有四组，且四组所述水平施力装置Ⅴ分别对应位于四组所述夹具装置Ⅳ下方，所述导向装置Ⅵ位于试验箱Ⅰ上端，所述液压加载装置Ⅶ位于试验箱Ⅰ上端，所述数据采集装置Ⅷ位于试验箱Ⅰ一侧；

所述试验箱Ⅰ包括箱盖板、角夹器和箱体，所述箱盖板设有A、B两组，A组箱盖板上设有刚性边缘，且A组箱盖板固定在箱体上方，B组箱盖板上未设有刚性边缘，且B组箱盖板可沿箱体内部在竖直方向上移动，所述定向桶与箱盖板焊接固定，所述角夹器包括倒插刺和滑轨，所述角夹器设有四组，四组所述角夹器分别位于箱体内部的四角；

所述工作台Ⅱ包括透明玻璃、常规工作台、杠杆悬挂架，所述透明玻璃位于试验箱Ⅰ底部，所述杠杆悬挂架垂直安装在常规工作台上端一侧。

所述悬挂装置Ⅲ包括杠杆、压锤、顶压加载砝码架、大滚轮、滚轮连接杆、压盘、压杆、顶压块，所述杠杆的支点连接于杠杆悬挂架上，所述压锤安装在杠杆的末端，所述顶压加载砝码架连接于杠杆的另一端，所述大滚轮通过滚轮连接杆与杠杆连接，所述压盘位于大滚轮下端，所述压杆与压盘下表面固定连接，所述顶压块位于压杆底端。