[发明专利]一种土工合成材料蠕变性能的测试装置及测试方法

说明书

本发明提供一种土工合成材料蠕变性能的测试装置，其包括：壳体、测试箱、竖向加载装置、水平加载装置、夹具和控制系统；测试箱包括一对可调节侧壁，可调节侧壁上设有高度可调节的测试口；水平加载装置通过支撑架安装于所述试验台上，水平加载装置与支撑架之间设有高度调节机构，高度调节机构用于调节所述水平加载装置的高度，使水平加载装置与所述测试口的高度保持一致。本发明还提供了一种基于上述土工合成材料蠕变性能的测试装置的测试方法，该方法通过调节测试口及水平加载装置的位置，实现对于不同土壤深度条件下土工合成材料蠕变性能的模拟测试，进而获取更加精确可靠的蠕变性能数据，对加筋土的结构安全具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于土工合成材料性能试验技术领域，具体涉及一种土工合成材料蠕变性能的测试装置，还涉及一种土工合成材料蠕变性能的测试方法。

背景技术

土工合成材料是一种土木工程材料，它是以人工合成的聚合物(如塑料、化纤、合成橡胶)为原材料制成不同类型的产品，将其放在土体的内部或表面以发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料的蠕变是在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。当土工合成材料置于土体中时，其受到土体的长期负荷，会形成拉伸状态，上述现象的长期积累会对土体的稳定性产生影响。土工合成材料的蠕变会导致加筋土结构内部应力的改变，进而影响加筋土结构的长期稳定性，使加筋土失稳或产生过大的变形。因此，预测土工合成材料的长期蠕变对加筋土结构的安全非常重要。

现阶段，研究人员开发了一些土工合成材料蠕变性能的测试装置，以实现对于土工材料的蠕变性能的模拟测试，然而这样的装置都存在一些问题，包括：(1)上下设置的夹具会受到重力的影响，导致测量结果不准确；(2)砝码加载无法满足材料受力均匀的要求；(3)设备测试耗时长、工作量大、位移速度调节不易控制等。上述问题的存在导致蠕变性能测试结果与实际情况具有较大的偏差，无法获取精确、可靠的蠕变性能测试数据。

申请号为201710639007.1的中国专利公开了一种测试土工合成材料蠕变性能的试验平台，该装置先在测试箱内填充土壤，再将待测试土工材料置于土壤之中，以实现对于土壤约束/侧限情况下蠕变性能的测试。该装置通过对真实环境的模拟，使测试结果更加贴近真实情况，提高了测试的精确度。

然而，上述装置只是在采用固定形态的测试箱、填装固定量的土壤的前提下进行的测试，只能局限性的获得某一固定条件下土工材料的蠕变性能，并不具备广泛的适用性。此外，更多的研究表明，土工合成材料在土壤中不同的深度条件下有不同的加筋效果，且土工合成材料会受到的力不同，产生不同的蠕变现象，因此测量土工合成材料在不同深度的土壤条件下蠕变性能具有重要的意义。

基于此，如何对现有的土工合成材料蠕变性能测试装置进行改进，使其能够测试不同土壤深度条件下土工材料蠕变性能的测试，以获得更加精确可靠的蠕变性能数据，对于加筋土的结构安全评定与稳定性分析具有重要的指导意义，是亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种能够测试对于不同土壤深度条件下，土工合成材料蠕变性能进行测试的装置。

本发明的目的之二在于提供一种模拟对于不同土壤深度条件下，土工合成材料蠕变性能的测试方法。

本发明实现目的之一采用的技术方案是：提供一种土工合成材料蠕变性能的测试装置，其包括：壳体、测试箱、竖向加载装置、水平加载装置、夹具、温控组件和控制系统；

所述测试箱设置于壳体底部的试验台上；所述测试箱包括一对固定侧壁和一对可调节侧壁，所述可调节侧壁上设有高度可调节的测试口；

所述竖向加载装置位于所述测试箱上方，其固定端安装于壳体顶部的横向框架上；所述竖向加载装置的活动端用于对测试箱内土壤施加竖向压力；

所述水平加载装置位于所述测试箱的一对可调节侧壁的两侧，其通过支撑架安装于所述试验台上；所述水平加载装置的活动端连接夹具，所述夹具设有用于夹持土工合成材料样品的夹爪；