砂土/土工合成材料多層剪切試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利適用巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體適用于砂土與土工合成材料或土工合成材料之間剪切強度及摩擦系數(shù)的測試。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，城市化水平的提高，城市生活垃圾的產(chǎn)生量在急劇地增加。上世紀80年代，我國一些經(jīng)濟發(fā)達的城市開始建立首批垃圾衛(wèi)生填埋場。近年來，許多大中城市都相繼在建大型生活垃圾衛(wèi)生填埋場。為防止填埋垃圾產(chǎn)生的滲瀝液滲入地下造成環(huán)境污染，在衛(wèi)生填埋場中必須設(shè)置襯墊層。襯墊層一般都是以橡膠、樹脂等高分子材料做成的土工膜為主，輔以其它襯墊材料。隨著科技的發(fā)展、新材料的不斷出現(xiàn)以及環(huán)保意識的不斷增強，國內(nèi)外都把襯墊層作為一個系統(tǒng)來考慮，將土工膜、土工網(wǎng)、土工織物、土工復(fù)合膨潤土墊(GCL)、土工格柵等多層材料聯(lián)合使用。
[0003]垃圾填埋體在自重下的壓縮沉降、局部塌陷，地基的不均勻沉降，以及地震荷載等的作用，都會引起襯墊系統(tǒng)內(nèi)各土工合成材料層間產(chǎn)生相對位移并在土工合成材料層內(nèi)引起拉應(yīng)力。如果這種拉應(yīng)力過大發(fā)生撕裂破壞將可能導(dǎo)致滲濾液的滲漏，引起環(huán)境污染事故。因此在衛(wèi)生填埋場襯墊系統(tǒng)設(shè)計時要充分考慮不同材料間的剪切強度和摩擦系數(shù)。由于襯墊系統(tǒng)的多層土工合成材料在受力過程中會產(chǎn)生拉伸變形，這種變形又會影響界面的剪切特性，因此常規(guī)的土工合成材料直剪試驗裝置不滿足這種應(yīng)力環(huán)境要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:
本發(fā)明提供一種砂土 / 土工合成材料多層剪切試驗裝置，其目的是解決以往所存在的問題。
[0005]技術(shù)方案:
一種砂土/土工合成材料多層剪切試驗裝置，其特征在于:該裝置包括驅(qū)動馬達、頂層剪力箱、第二層、第三層和第四層;頂層剪力箱設(shè)置在第二層上，第二層設(shè)置在第三層上，第三層設(shè)置在第四層上，第三層與第四層之間設(shè)置有滑塊，驅(qū)動馬達通過拉桿與頂層剪力箱連接，該裝置還包括使用時測量頂層剪力箱水平驅(qū)動拉力的第一荷載傳感器和測量頂層剪力箱位移的位移傳感器;第二層與第二荷載傳感器連接，第二荷載傳感器設(shè)置的方向與第一荷載傳感器相反;第三層與第三荷載傳感器連接。
[0006]頂層剪力箱寬100mm，長200mm,高80 mm。通過放置在剪力箱上的鋼板施加靜態(tài)垂直應(yīng)力。
[0007]第一荷載傳感器、第二荷載傳感器、第三荷載傳感器及位移傳感器連接至微機。
[0008]優(yōu)點及效果
本發(fā)明是一種砂土 / 土工合成材料多層剪切試驗裝置，本發(fā)明能最大程度的模擬衛(wèi)生填埋場復(fù)合襯墊系統(tǒng)的受力狀態(tài)，測定材料間的剪切強度和摩擦系數(shù)，為設(shè)計施工提供參數(shù)。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為砂-土工膜-土工織物剪切試驗結(jié)果圖；
圖3為砂-土工織物-土工膜剪切試驗結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明:
如圖所示，本發(fā)明提出了一種砂土 / 土工合成材料多層剪切試驗裝置，該裝置包括驅(qū)動馬達1、頂層剪力箱2、第二層3、第三層4和第四層5;頂層剪力箱2設(shè)置在第二層3上，第二層3設(shè)置在第三層4上，第三層4設(shè)置在第四層5上，第三層4與第四層5之間設(shè)置有滑塊6，驅(qū)動馬達I通過拉桿與頂層剪力箱2連接，該裝置還包括使用時測量頂層剪力箱水平驅(qū)動拉力的第一荷載傳感器和測量頂層剪力箱2位移的位移傳感器7;第二層3與第二荷載傳感器8連接，第二荷載傳感器8設(shè)置的方向與第一荷載傳感器相反;第三層4與第三荷載傳感器9連接。
[0011]第一荷載傳感器、第二荷載傳感器8、第三荷載傳感器9及位移傳感器7連接至微機。
[0012]本發(fā)明的頂層剪力箱寬100mm，長200mm,高80 mm。通過放置在剪力箱上的鋼板施加靜態(tài)垂直應(yīng)力。施加在頂層上的水平驅(qū)動拉力由第一荷載傳感器測量。水平拉力Tl即為第一層與第二層接觸面間的摩擦力。頂層的位移SI通過位移傳感器測得。第二層為土工膜或無紡織物。為了測量其承受的拉力T2，與第一荷載傳感器相反的一端被夾在第二荷載傳感器上。第三層材料被綁在鋼板上，鋼板的一端與第三荷載傳感器連接。第四層也為鋼板，與第三層通過滑塊接觸。因此，第三荷載傳感器測得的力T3即為第二層與第三層之間的摩擦力。試驗中剪力箱以1.0 mm/mi η的速度移動，頂層剪力箱的水平拉力Tl、第二層承受的拉力Τ2、第三層承受的拉力Τ3以及頂層剪力箱的位移SI分別由第一荷載傳感器、第二荷載傳感器8、第三荷載傳感器9及位移傳感器7采集并傳入微機。
【主權(quán)項】
1.一種砂土/土工合成材料多層剪切試驗裝置，其特征在于:該裝置包括驅(qū)動馬達(I)、頂層剪力箱(2)、第二層(3)、第三層(4)和第四層(5);頂層剪力箱(2)設(shè)置在第二層(3)上，第二層(3)設(shè)置在第三層(4)上，第三層(4)設(shè)置在第四層(5)上，第三層(4)與第四層(5)之間設(shè)置有滑塊(6)，驅(qū)動馬達(I)通過拉桿與頂層剪力箱(2)連接，該裝置還包括使用時測量頂層剪力箱水平驅(qū)動拉力的第一荷載傳感器和測量頂層剪力箱(2)位移的位移傳感器(7);第二層(3)與第二荷載傳感器(8)連接，第二荷載傳感器(8)設(shè)置的方向與第一荷載傳感器相反;第三層(4)與第三荷載傳感器(9)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂土/土工合成材料多層剪切試驗裝置，其特征在于:頂層剪力箱寬10mm,長2OO mm,高8O mm； 通過放置在剪力箱上的鋼板施加靜態(tài)垂直應(yīng)力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂土/土工合成材料多層剪切試驗裝置，其特征在于:第一荷載傳感器、第二荷載傳感器(8)、第三荷載傳感器(9)及位移傳感器(7)連接至微機。
【專利摘要】一種砂土/土工合成材料多層剪切試驗裝置,該裝置包括驅(qū)動馬達、頂層剪力箱、第二層、第三層和第四層；本發(fā)明能最大程度的模擬衛(wèi)生填埋場復(fù)合襯墊系統(tǒng)的受力狀態(tài)，測定材料間的剪切強度和摩擦系數(shù)，為設(shè)計施工提供參數(shù)。
【IPC分類】G01N3/24, G01N19/02
【公開號】CN105547865
【申請?zhí)枴緾N201610084087
【發(fā)明人】李明飛, 范鶴, 欒宇, 于賀, 孫海霞, 寧寶寬
【申請人】沈陽工業(yè)大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月6日