一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土木工程技術領域，具體來說，涉及到一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀。
【背景技術】
[0002]土工合成材料已經廣泛地應用于各類加筋土工程中，如擋土墻、陡坡、軟基上路堤等。目前土工合成材料的加筋機理不是十分清楚，計算方法不成熟，理論研究明顯落后與工程實踐，需要進行深入的理論研究。土工合成材料在筋土工程中，土工合成材料與填土的界面作用特性是最關鍵的技術指標。筋-土界面上的摩擦阻力系數和抗拉拔力是加筋土結構設計和分析的重要參數。目前，國內外對于加筋土的界面特性試驗主要是以直剪試驗和拉拔試驗為主。
[0003]目前的土工合成材料直剪儀和拉拔儀主要存在以下問題:試驗設備尺寸較小，不能適應粗粒土試樣直剪和拉拔試驗；功能單一，不能同時實現直剪試驗和拉拔試驗；試驗設備種類繁多，不能實現同等試驗條件的直剪和拉拔試驗；試驗角度單一，不能測試土工合成材料的各向異性；上試樣盒與下試樣盒間距不可調節，不能有效降低邊界效應。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種多功能的土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀。
[0005]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述試驗儀包括試驗臺架1、水平加載系統、回轉驅動系統、試驗盒、豎直加載系統、量測系統、夾具和升降系統2 ;所述試驗臺架I的底部設有腳輪21，頂部設有氣缸支撐板11，內部設有機架主體16 ;所述機架主體16的下方設有底板20，上方設有上試驗盒固定板7 ;所述水平加載系統包括直線導軌副I 19、剛性滑板18和伺服電動缸3;所述直線導軌副I 19固定在底板20上；所述剛性滑板18固定在直線導軌副I 19的滑塊上；所述伺服電動缸3固定在升降系統2上；所述回轉驅動系統含有固定于剛性滑板18上的回轉支撐17 ;所述回轉支撐17上固定有刻度條15和提供回轉驅動力的步進電機I 22 ;所述試驗盒含有固定于上試驗盒固定板7上的上試樣盒9和固定于回轉支撐17上的下試樣盒14 ;所述上試樣盒9和下試樣盒14內安裝試樣，兩者之間鋪設土工合成材料；所述豎直加載系統含有固定在氣缸支撐板11上豎直放置的氣缸10，該氣缸的活塞桿下方依次連接氣缸壓板12、承壓板13、上試樣盒9和下試樣盒14 ;所述量測系統含有固定在升降系統2上的位移傳感器4和固定在伺服電動缸3與拉拔夾具8之間的拉壓力傳感器5 ;所述夾具包括拉拔夾具8和直剪夾具24 ;所述拉拔夾具8固定在上試樣盒固定板7上的直線導軌副II 23的滑塊上，通過鉸鏈座6能與伺服電動缸3連接；所述直剪夾具24將土工合成材料固定在下試樣盒14上表面；所述升降系統2含有固定在機架主體16內的上底座201和下底座202，還包括光桿I 203、光桿II 207、升降上平臺205、升降下平臺206、絲杠211和步進電機II 214 ;所述光桿I 203通過光桿支撐座I 204固定于上底座201與下底座202之間；所述光桿II 207通過光桿支撐座II 208固定于升降上平臺205與升降下平臺206之間；所述升降上平臺205和升降下平臺206通過直線軸承I 209在光桿I 203上實現上下滑動；所述上底座201與光桿II 207之間通過直線軸承II 210連接；所述絲杠211通過絲杠支撐座212固定于上底座201與下底座202之間，通過絲杠螺母213與升降下平臺206連接；所述步進電機II 214固定于下底座202下方，與絲杠211通過聯軸器連接。
[0006]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述下試樣盒14為底部封閉式圓形法蘭。
[0007]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述下試樣盒14用于直剪試驗時，內徑為200mm，壁厚為10mm，高度為110mm。
[0008]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述下試樣盒14用于拉拔試驗時，內徑為300mm，壁厚為10mm，高度為110mm。
[0009]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述上試樣盒9為中空式圓形法蘭，內徑為200mm，壁厚為10mm，高度為IlOmm0
[0010]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述下試樣盒14與上試樣盒9的間距為5mm。
[0011]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述回轉驅動系統具有自鎖功能。
[0012]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述氣缸10為雙作用單桿缸，內徑為200mm，氣缸活塞桿行程應3 200mm。
[0013]本實用新型所述的一種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述光桿I和光桿II直徑蘭50mm，單根可以承受810kg的橫向力。
[0014]與現有技術相比，本實用新型設計的土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀的下試樣盒為兩種不同大小的試驗盒，可實現土工合成材料等剪切面直剪試驗，也可以實現土工合成材料的變剪切面直剪試驗；所述升降系統，可以調整水平加載裝置的位置，可實現相同試驗條件下，土工合成材料的直剪試驗和拉拔試驗；所述的回轉驅動系統，可實現土工合成材料與土工試樣任意角度的直剪拉拔試驗，可以測試土工合成材料的各向異性；所述的上試樣盒固定在上試樣盒固定板上，可以調節上試樣盒與下試驗盒之間的高度，降低了上下剪切面之間的摩擦阻力。
【附圖說明】
[0015]圖1:各向異性直剪拉拔試驗儀主視圖；
[0016]圖2:各向異性直剪拉拔試驗儀俯視圖(去掉了氣缸支撐板和上試樣盒固定板);
[0017]圖3:升降系統示意圖；
[0018]圖4:直剪夾具不意圖；
[0019]1-試驗臺架，2-升降系統，3-伺服電動缸，4-位移傳感器，5-拉壓力傳感器，6_鉸鏈座，7-上試樣盒固定板，8-拉拔夾具，9-上試樣盒，10-氣缸，11-氣缸支撐板，12-氣缸壓板，13-承壓板，14-下試驗盒，15-刻度條，16-機架主體，17-回轉支撐，18-剛性滑板，19-直線導軌副I，20-底板，21-腳輪，22-步進電機I，23-直線導軌副II，24-直剪夾具，201-上底座，202-下底座，203-光桿I，204-光桿支撐座I，205-升降上平臺，206-升降下平臺，207-光桿II，208-光桿支撐座II，209-直線軸承I，210-直線軸承II，211-絲杠，212-絲杠支撐座，213-絲杠螺母，214-步進電機II。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體的實施例對本實用新型所述土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀做進一步說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。
[0021]實施例1
[0022]—種土工合成材料各向異性直剪拉拔試驗儀，所述試驗儀包括試驗臺架1、水平加載系統、回轉驅動系統、試驗盒、豎直加載系統、量測系統、夾具和升降系統2 ;所述試驗臺架I的底部設有腳輪21，頂部設有氣缸支撐板11，內部設有機架主體16 ;所述機架主體16的下方設有底板20，上方設有上試驗盒固定板7 ;所述水平加載系統包括直線導軌副I 19、剛性滑板18和伺服電動缸3;所述直線導軌副I 19固定在底板20上；所述剛性滑板18固定在直線導軌副I 19的滑塊上；所述伺服電動缸3固定在升降系統2上；所述回轉驅動系統含有固定于剛性滑板18上的回轉支撐17 ;所述回轉支撐17上固定有刻度條15和提供回轉驅動力的步進電機I 22 ;所述試驗盒含有固定于上試驗盒固定板7上的上試樣盒9和固定于回轉支撐17上的下試樣盒14 ;所述上試樣盒9和下試樣盒1