一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于實驗儀器技術領域，涉及土工壓縮實驗裝置與土工剪切實驗裝置，具體涉及一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市人口的增長和工業化的不斷發展，城市生活垃圾不斷增加，生活垃圾的處理已經到了刻不容緩的地步。對于生活垃圾的處理，國內外主要有以下幾種方式:填埋、焚燒、生物降解等。其中，填埋技術在當前城市發展中有著得天獨厚的優勢。填埋法處理城市生活垃圾具有填埋容量大、經濟消耗量少等優點，因此國內外采用填埋法處理城市生活垃圾有著廣泛應用。填埋場的穩定性主要與生活垃圾的強度指標有關，而強度指標和變形指標密切相關，所以城市生活垃圾的強度與變形之間的相關研究是填埋場穩定性分析的基礎。目前，還尚未出現針對填埋體中城市生活垃圾的壓縮與直剪相關關系進行研究的儀器。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀，實現生活垃圾強度與變形相關特性的實驗室測定，填補現有儀器對城市生活垃圾的壓縮與直剪關系研究空缺。
[0004]本發明包括大型直剪盒裝置、加荷測力測位移裝置、起吊裝置和上封蓋。
[0005]所述的大型直剪盒裝置包括測試平臺和大型剪切盒；所述的大型剪切盒由實驗槽、上濾水石板、下濾水石板、上盒和下盒組成；所述測試平臺的兩端均固定有定位板，測試平臺底部鉸接有滑輪與內軌道構成滾動副；所述的實驗槽底部鉸接滑輪與測試平臺頂部構成滾動副；實驗槽的中心為矩形槽，下濾水石板固定在矩形槽內，下盒固定在下濾水石板上，且下盒的頂面低于實驗槽的頂面；所述的上盒置于下盒上；實驗槽的外側壁設有卡口 ；所述的上、下盒中心開設內徑相等且同軸設置的圓形通孔；上濾水石板的外徑與上盒的圓形通孔孔徑相等；上盒與實驗槽的卡口相對側焊有限位塊，限位塊與測試平臺的定位板接觸。
[0006]所述的加荷測力測位移裝置包括剪切荷載裝置和壓縮荷載裝置；所述的壓縮荷載裝置尾部固定在鋼板上，鋼板固定在支座上；壓縮荷載裝置設有壓縮負荷傳感器和壓縮位移傳感器；所述的剪切荷載裝置固定在測試平臺的定位板上，剪切荷載裝置的移動剪切頭嵌入實驗槽的卡口內；剪切荷載裝置設有與內軌道平行的剪切負荷傳感器和剪切位移傳感器。
[0007]所述的起吊裝置包括手拉葫蘆和鋼架；所述鋼架的兩側框架底部均鉸接滑輪與外軌道構成滾動副，鋼架頂部焊接一個開有掛孔的吊架；所述的手拉葫蘆掛在吊架的掛孔中。
[0008]所述上封蓋的外徑與上、下盒中心的圓形通孔孔徑相等；上封蓋頂部焊接有壓縮立柱和多個吊環。
[0009]所述測試平臺、實驗槽及上盒的限位塊的材料均為鋼。
[0010]所述的鋼板通過四根鋼柱固定在支座上。
[0011]所述壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部為球面；所述壓縮立柱的頂部開有球形槽，球形槽的內徑與壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部球面直徑相等。
[0012]本發明的有益效果:
[0013]1、本發明可以實現城市生活垃圾的壓縮與直剪聯合測試；壓縮測試是利用壓縮荷載裝置在較大豎向應力下對城市生活垃圾進行壓縮測量，切實模擬填埋場一定深度的生活垃圾的壓縮應力狀態；直剪測試是利用剪切荷載裝置在一定位移范圍內測試生活垃圾水平剪應力。
[0014]2、本發明彌補了對填埋場中大深度范圍城市生活垃圾的壓縮與直剪關系研究空缺，為城市生活垃圾在變形過程中的強度測試提供了準確、可靠的測試裝置。
[0015]3、本發明可應用于工程實踐，也可應用于其他特殊土實驗室實驗，應用范圍廣。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的整體結構立體圖；
[0017]圖2為本發明中大型直剪裝置的裝配立體圖；
[0018]圖3為本發明中大型直剪裝置的各個零件立體圖；
[0019]圖4為本發明中壓縮荷載裝置的結構立體圖；
[0020]圖5為本發明中剪切荷載裝置的加載示意圖；
[0021]圖6為本發明中上封蓋的結構立體圖；
[0022]圖7為本發明中起吊裝置的結構立體圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
[0024]如圖1所示，一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀，包括大型直剪盒裝置、加荷測力測位移裝置、起吊裝置和上封蓋3。
[0025]如圖1、2和3所示，大型直剪盒裝置包括測試平臺1-1和大型剪切盒；大型剪切盒由實驗槽1-2、上濾水石板、下濾水石板、上盒1-3和下盒1-4組成；測試平臺的兩端均固定有定位板，測試平臺底部鉸接有滑輪與內軌道構成滾動副；實驗槽底部鉸接滑輪與測試平臺1-1頂部構成滾動副；實驗槽1-2的中心為矩形槽，下濾水石板固定在矩形槽內，下盒1-4固定在下濾水石板上，且下盒1-4的頂面低于實驗槽的頂面；上盒1-3置于下盒1-4上；實驗槽1-2的外側壁設有卡口 ；上、下盒中心開設內徑相等且同軸設置的圓形通孔；上濾水石板的外徑與上盒1-3的圓形通孔孔徑相等；上盒與實驗槽1-2的卡口相對側焊有限位塊，限位塊與測試平臺1-1的定位板接觸；測試平臺、實驗槽1-2及上盒的限位塊的材料均為鋼。
[0026]如圖1、4和5所示，加荷測力測位移裝置包括剪切荷載裝置4-1和壓縮荷載裝置4-2 ;壓縮荷載裝置4-2尾部固定在鋼板上，壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭頭部為球面；鋼板通過四根鋼柱固定在支座上；壓縮荷載裝置4-2設有壓縮負荷傳感器和壓縮位移傳感器5-2 ;剪切荷載裝置4-1固定在測試平臺的定位板上，剪切荷載裝置4-1的移動剪切頭嵌入實驗槽1-2的卡口內；剪切荷載裝置4-1設有與內軌道平行的剪切負荷傳感器和剪切位移傳感器5-1。
[0027]如圖1和7所示，起吊裝置包括手拉葫蘆2-1和鋼架2-2 ;鋼架2_2的兩側框架底部均鉸接滑輪與外軌道構成滾動副，鋼架頂部焊接一個開有掛孔的吊架；手拉葫蘆掛在吊架的掛孔中。
[0028]如圖6所示，上封蓋3的外徑與上、下盒中心的圓形通孔孔徑相等；上封蓋3頂部焊接有壓縮立柱和四個吊環；壓縮立柱的頂部開有球形槽，球形槽的內徑與壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭頭部球面直徑相等；四個吊環用于起吊。
[0029]該大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀，工作原理如下:
[0030]試驗開始時，先將測試平臺1-1沿內軌道從壓縮荷載裝置4-2下方移出，將試樣放入上、下盒內。填料完畢后，將上濾水石板放入上盒的圓形通孔內，用手拉葫蘆2-1鉤住上封蓋3的吊環將上封蓋3吊起；沿外軌道移動鐵架2-2，上封蓋對準上盒的圓形通孔后蓋下。待試樣固結之后，再將測試平臺1-1移回至壓縮荷載裝置4-2下方，使得壓縮立柱的球形槽對準壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭，然后調節壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭至壓縮立柱的球形槽內。將剪切負荷傳感器、剪切位移傳感器5-1、壓縮負荷傳感器和壓縮位移傳感器5-2的讀數歸零，設置好剪切荷載裝置4-1和壓縮荷載裝置4-2的加荷速率以及剪切荷載裝置4-1的壓縮負荷值后，開始啟動壓縮荷載裝置4-2對上封蓋加設定的壓縮負荷值，按預定加載規則加載一定時間后，壓縮荷載裝置4-2停止不動，并啟動剪切荷載裝置
4-1加剪切荷載，剪切荷載裝置4-1的移動剪切頭推動測試平臺1-1及下盒1-4 ;實驗完畢，讀取剪切位移傳感器5-1、剪切負荷傳感器、壓縮負荷傳感器和壓縮位移傳感器5-2的記錄數據。將多個同樣的試樣在不同壓縮負荷值下進行試驗，得到生活垃圾試樣在不同壓縮負荷值下的剪切應力、壓縮應力、剪切變形和壓縮變形，并進一步得到剪應力、壓應力、剪切應變和壓縮應變之間的關系，從而實現大型城市生活垃圾的壓縮變形與強度的相關關系聯合測定。
【主權項】
1.一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀，包括大型直剪盒裝置、加荷測力測位移裝置、起吊裝置和上封蓋，其特征在于: 所述的大型直剪盒裝置包括測試平臺和大型剪切盒；所述的大型剪切盒由實驗槽、上濾水石板、下濾水石板、上盒和下盒組成；所述測試平臺的兩端均固定有定位板，測試平臺底部鉸接有滑輪與內軌道構成滾動副；所述的實驗槽底部鉸接滑輪與測試平臺頂部構成滾動副；實驗槽的中心為矩形槽，下濾水石板固定在矩形槽內，下盒固定在下濾水石板上，且下盒的頂面低于實驗槽的頂面；所述的上盒置于下盒上；實驗槽的外側壁設有卡口 ；所述的上、下盒中心開設內徑相等且同軸設置的圓形通孔；上濾水石板的外徑與上盒的圓形通孔孔徑相等；上盒與實驗槽的卡口相對側焊有限位塊，限位塊與測試平臺的定位板接觸； 所述的加荷測力測位移裝置包括剪切荷載裝置和壓縮荷載裝置；所述的壓縮荷載裝置尾部固定在鋼板上，鋼板固定在支座上；壓縮荷載裝置設有壓縮負荷傳感器和壓縮位移傳感器；所述的剪切荷載裝置固定在測試平臺的定位板上，剪切荷載裝置的移動剪切頭嵌入實驗槽的卡口內；剪切荷載裝置設有與內軌道平行的剪切負荷傳感器和剪切位移傳感器； 所述的起吊裝置包括手拉葫蘆和鋼架；所述鋼架的兩側框架底部均鉸接滑輪與外軌道構成滾動副，鋼架頂部焊接一個開有掛孔的吊架；所述的手拉葫蘆掛在吊架的掛孔中； 所述上封蓋的外徑與上、下盒中心的圓形通孔孔徑相等；上封蓋頂部焊接有壓縮立柱和多個吊環。2.根據權利要求1所述的一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀，其特征在于:所述測試平臺、實驗槽及上盒的限位塊的材料均為鋼。3.根據權利要求1所述的一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀，其特征在于:所述的鋼板通過四根鋼柱固定在支座上。4.根據權利要求1所述的一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀，其特征在于:所述壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部為球面；所述壓縮立柱的頂部開有球形槽，球形槽的內徑與壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部球面直徑相等。
【專利摘要】本發明公開了一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關系聯合測定儀。目前未有研究城市生活垃圾壓縮變形與強度相關關系的儀器。本發明的測試平臺鉸接有滑輪與內軌道構成滾動副；實驗槽鉸接有滑輪與測試平臺頂部構成滾動副；下盒通過下濾水石板固定在實驗槽中心處的矩形槽內，上盒置于下盒上；上盒焊有限位塊與測試平臺的定位板接觸；壓縮荷載裝置通過鋼板固定在支座上；剪切荷載裝置與測試平臺固定，其移動剪切頭嵌入實驗槽的卡口內；壓縮荷載裝置和剪切荷載裝置均設有負荷傳感器和位移傳感器；鋼架底部鉸接有滑輪與外軌道構成滾動副，頂部焊接吊架；手拉葫蘆掛在吊架上。本發明填補現有儀器對城市生活垃圾的壓縮變形與強度相關關系的研究空缺。
【IPC分類】G01N3/08, G01N3/24
【公開號】CN105181484
【申請號】CN201510679845
【發明人】張振營, 丁正坤, 章凌峰, 王櫻峰, 吳大志
【申請人】浙江理工大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月19日