基于温度-荷载耦合作用的土工合成材料试验装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113552000A(43)申请公布日2021.10.26(21)申请号202110848328.9(22)申请日2021.07.27(71)申请人河北工业大学地址300401天津市北辰区西平道5340号(72)发明人肖成志韩华欣王子寒高珊(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人蔡运红(51)Int.Cl.G01N3/14(2006.01)G01N3/02(2006.01)G01N3/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称基于温度-荷载耦合作用的土工合成材料试验装置及方法(57)摘要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。CN113552000ACN113552000A权利要求书1/2页1.一种基于温度‑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部的加压板上；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。2.根据权利要求1所述的基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置，其特征在于，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。5.根据权利要求1所述的基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置，其特征在于，所述保温试验箱由内、中、外三层箱体嵌套构成，外层箱体和中层箱体的底部均放置有工字钢，使外层箱体与中层箱体以及内层箱体与中层箱体之间形成夹层，外层箱体与中层箱体的夹层内填充有保温棉，内层箱体与中层箱体的夹层内填充有保温液。6.根据权利要求1所述的基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置，其特征在于，所述反力架为框架结构，反力架的下部设有与竖向加载杠杆铰接的铰支座，铰支座上安装有挂钩；反力架的上部安装有多个加压托盘。7.根据权利要求1所述的基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验装置，其特征在于，所述固定夹具和滑动夹具均包含上、下两个夹板，每个夹板与土工合成材料接触的一面均设有橡胶垫片。8.一种基于温度‑荷载耦合作用的土工合成材料试验方法，包括蠕变试验和拉拔试验；使用权利要求1～7任一所述的装置进行蠕变试验的具体步骤为：步骤一：向保温试验箱内填入填料，并分层压实，土工合成材料埋设在填料中；土工合成材料的两端伸出保温试验箱外，分别与固定夹具和滑动夹具连接；2CN113552000A权利要求书2/2页步骤二：温度调控设备将保温试验箱加热至预设温度并保温；步骤三：对竖向加载杠杆进行调平；步骤四：在竖向加载砝码箱内添加砝码，完成土工合成材料竖向载荷的加载；步