[发明专利]基于温度-荷载耦合作用的土工合成材料试验装置及方法

说明书

本发明为一种基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置及方法，装置包括工作台、左支撑架、右支撑架、固定夹具、滑动夹具、保温试验箱、温度调控设备、反力架、竖向加载杠杆、调平机构和水平拉力加载组件；保温试验箱放置在工作台上，左支撑架和右支撑架位于保温试验箱的左、右两侧；左支撑架上固连有多个固定夹具，右支撑架上安装有与固定夹具数量相同的滑动夹具，每个滑动夹具与各自的水平拉力加载组件或者拉拔电机连接；温度调控设备与保温试验箱连接；所述反力架的上部作用在保温试验箱内填料上，调平机构用于竖向加载杠杆的调平。该装置能够用于蠕变和拉拔试验，可以较真实的模拟土工合成材料在实际工程中的工作环境。

技术领域

本发明属于土工合成材料试验技术领域，具体涉及一种基于温度-荷载耦合作用的土工合成材料试验装置及方法。

背景技术

土工合成材料是以人工合成的聚合物为原料，制成的如土工格栅、土工格室、土工网、土工膜袋、土工布等产品，用于置于土体内部、表面或各种土体之间，起到加强或保护土体的作用，土工合成材料凭其优异的工作性能被广泛应用于各种工程中。

在实际使用中，土工合成材料往往深埋于土体之中，需要承受较大的土体荷载，会影响土工合成材料的力学性能。此外，温度因素对土工合成材料的力学性能也有着很大的影响。为保证使用寿命，在使用前需要模拟实际环境开展土工合成材料试验，研究土工合成材料的力学性能。

现有土工合成材料试验装置主要有下列问题：一、无法将多种试验集合到一个装置上，仅仅能够做一种试验；二、试验装置无法同时提供温度调控和竖向、横向加载值变化；三、现有装置竖向加载多采用液压千斤顶加载方式，这种加载经过大量试验证明加载值极不稳定，无法使得竖向荷载长期处于一个稳定值；四、温度调控大多采用“气冷”，这种通过气体调节温度的方式有很大弊端，会导致上部空气较热，下部较凉，试样所处环境温度并非分布均匀从而造成很大误差，因此本申请提出一种基于温度-载荷耦合作用的土工合成材料试验装置，对开展土工合成材料力学性能的室内研究具有重大意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于温度-荷载耦合作用的土工合成材料试验装置及方法。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种基于温度-荷载耦合作用的土工合成材料试验装置，其特征在于，该装置包括工作台、左支撑架、右支撑架、固定夹具、滑动夹具、保温试验箱、温度调控设备、反力架、竖向加载杠杆、调平机构和水平拉力加载组件；

所述保温试验箱放置在工作台上，左支撑架和右支撑架安装在工作台上，且位于保温试验箱的左、右两侧；左支撑架上固连有多个固定夹具，右支撑架上安装有与固定夹具数量相同的滑动夹具，滑动夹具与固定夹具的位置一一对应，滑动夹具能在右支撑架上滑动；每个滑动夹具与各自的水平拉力加载组件或者拉拔电机连接；温度调控设备与保温试验箱连接；

所述反力架套装在保温试验箱和工作台上，反力架的上部作用在保温试验箱内填料上；竖向加载杠杆位于工作台的下方，竖向加载杠杆的一端与反力架的下部和工作台底部的支杆铰接，竖向加载杠杆的另一端设置有竖向加载砝码箱；调平机构用于竖向加载杠杆的调平。

所述调平机构包括调平杠杆、调平支架和调平砝码；调平杠杆的一端穿过工作台的支杆，与反力架下部的挂钩连接；调平砝码套装在调平杠杆上，且能在调平杠杆上往复移动；调平支架安装在工作台的底部，竖向加载杠杆贯穿调平支架；调平支架的底部设有调节螺柱。

所述水平拉力加载组件包括水平拉力杠杆、导向轮、连接绳和水平加载砝码箱；导向轮安装在工作台上，连接绳的一端与滑动夹具固连，另一端与水平加载砝码箱连接，连接绳套装在导向轮上；水平拉力杠杆的一端与工作台铰接，水平加载砝码箱悬挂在水平拉力杠杆的另一端。

所述右支撑架上设有与滑动夹具数量相同的滑轨，滑动夹具的底部设有与滑轨配合的滑轮。