[发明专利]用于污泥-生活垃圾混合填埋体的大型单剪仪及试验方法

权利要求书

1.一种用于污泥-生活垃圾混合填埋体的大型单剪仪，其特征在于：包括单剪盒设计系统、测量系统、伺服加载系统、数据采集监视控制系统和框架结构设计系统；

所述单剪盒设计系统是由下部剪切盒和上部剪切叠环组成，其中下部剪切盒内径为30cm，内高为5cm；上部叠环共计11个，其中10个是内径为30cm，高为1cm的钢环，最顶上一个是内径为30cm，高为8cm的钢环；单剪盒的平面布置采取内圆外方的结构形式，其内圆形式用于制样，外方形式用于安装位移传感器以及沿剪切移动方向两边设置凹槽并铺设滚针排；在单剪盒底面安装用于设置排水条件的孔压装置；所述单剪盒设置有避免所述混合填埋体对单剪盒腐蚀的橡皮膜；

所述测量系统包括力传感器和位移传感器，所述力传感器是安装在伺服电机内部的垂直和水平方向的轮辐式拉压力传感器；所述位移传感器包括垂直方向的位移传感器和水平方向的位移传感器，所述垂直方向的位移传感器通过垂直方向的伺服电机设置伸长固定锁固定，随垂直方向伺服电机的运动而发生相应的位移，具有单剪盒最顶上的叠环表面接触的探头；所述水平方向的位移传感器分别安装在下剪切盒处和剪切叠环处；

所述水平方向的位移传感器通过斜直线接触的模式固定，所述水平方向的位移传感器通过梯形结构固定，所述梯形结构利用螺母垂直固定。

2.根据权利要求1所述的用于污泥-生活垃圾混合填埋体的大型单剪仪，其特征在于：所述单剪盒具有用于大型直剪试验的上下直剪盒。

3.根据权利要求1所述的用于污泥-生活垃圾混合填埋体的大型单剪仪，其特征在于：所述单剪盒具有用于大型固结压缩试验的固结压缩盒。

4.根据权利要求1所述的用于污泥-生活垃圾混合填埋体的大型单剪仪，其特征在于：所述框架结构设计系统包括底座、顶座以及支撑圆杆，其中支撑圆杆上下部均带有用于固定连接底座和顶座的螺纹；底座上设置一层用于水平滚动的轴排，剪切盒放置在轴排上。

5.一种用于污泥-生活垃圾混合填埋体大型单剪仪的试验方法，其特征在于：所述试验方法采用如权利要求1所述的一种用于污泥-生活垃圾混合填埋体的大型单剪仪，包括如下步骤：

步骤1，旋开导杆上的螺母，推动导杆，推出单剪盒，安装剪切叠环，使其与下剪切盒对齐，垂直插入固定销，安装橡皮膜和透水板，橡皮膜底部与排水口微凸起部分进行了处理；

步骤2，将均匀搅拌后的试样装入单剪盒内，采取击实制样的方法，空心击实锤质量4.0kg，击实导杆落高540mm，分4层击实，每层击数按具体情况确定，击实层之间采用小铁锹进行划拉，使其粗糙，避免剪切破坏面在击实层间发生；

步骤3，安装透水板和传压板，拉动导杆，使单剪盒与垂直方向的伺服电机中心对齐，旋紧导杆上的螺母，连接电源，按下控制台上的快速下降按钮，使垂直方向伺服电机的加载伸长臂与传压板接触，再立即停止快速下降按钮；

步骤4，安装垂直方向的位移传感器、下剪切盒位移传感器以及剪切叠环位移传感器，点击数据采集监视控制分析软件TWJ，新建单剪试验文件，输入试验编号、日期信息，点击添加，选择等应变单剪试验，设置法向荷载、剪切速率、数据采集时间间隔，点击总清零，打开单剪盒底部的排水阀门；

步骤5，点击开始试验，施加法向荷载，试样进行固结变形，直到试样固结变形稳定，变形稳定标准为每小时不大于0.03mm或者24小时稳定标准；然后，设置剪切速率为2mm/min，点击开始剪切按钮，这时系统会提示拔出单剪盒固定销，此时拔出固定销，点击确认，进行剪切，直到剪切位移到达60mm，停止剪切，结束剪切试验；

步骤6，点击save，保存数据，拆卸所有位移传感器，启动法向快速上升，直到法向力为0，继续上升，直到高出单剪盒一定高度，停止上升，启动剪切快速后退，直到剪切力为0，停止后退，关闭电源，旋开导杆螺母，推出单剪盒，卸出试样，清洗橡皮膜和透水板，结束试验。