[发明专利]一种用于土工合成材料界面剪切试验的材料抓齿板固定装置

说明书

本发明属岩土工程技术领域，具体涉及一种用于土工合成材料界面剪切试验的材料抓齿板固定装置。由底板、抓齿、约束杆、底板横齿、约束杆横齿、约束杆支架、控制螺丝、固定螺母、约束杆支架固定螺丝、限位器和测试土工合成材料构成。底板表面与侧面有致密排列的抓齿，实现对剪切过程中土工合成材料试样的均匀固定。约束杆通过约束杆支架与底板相连，约束杆支架上的控制螺丝可以实现对约束杆位置的控制，从而在抓齿板端部对土工合成材料试样进行固定。本发明可以确保土工合成材料界面静、动力剪切试验过程中材料与剪切盒之间界面不发生局部滑动位移，使得滑动面只出现在拟定的测试界面上，对于复杂工况下土工合成材料界面剪切强度的测试具有重要意义。

技术领域

本发明属岩土工程技术领域，具体涉及一种用于土工合成材料界面剪切试验的材料抓齿板固定装置。

背景技术

土工合成材料是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料的工业制成品，我国《土工合成材料应用技术规范GB50290-98》将土工合成材料分为土工织物、土工合成材料、土工特种材料和土工复合材料、土工网、玻纤网、土工垫等类型。由于土工合成材料防渗性能较好，其被广泛应用于垃圾填埋场等土工构筑物中作为污染物隔离屏障。然而，土工合成材料界面的剪切强度普遍较低，在垃圾填埋场底部衬垫层中，多层土工材料的应用形成了薄弱界面，薄弱界面贯通即可成为潜在的滑动面，对于土工构筑物的整体稳定不利，在地震等极端工况下其不利作用会被进一步放大。土工合成材料界面的静、动力剪切强度对于结构的稳定设计起到关键作用，而目前主要采用直接剪切法和循环剪切法来分别测试土工合成材料界面的静力和动力剪切强度。测试过程中通常将拟测试的土工合成材料两端与剪切盒的端部进行固定，两种材料分别于上、下剪切盒固定后即可通过应力或位移控制，采用单向直剪或循环剪切的模式进行土工合成材料界面静、动力剪切强度的测试试验。在此过程中，由于土工合成材料仅端部与剪切盒固定，当土工合成材料与剪切盒之间的剪切强度低于测试的土工合成材料之间界面剪切强度时，材料与剪切盒之间会发生相对滑动，进而因上下表面的不均匀摩擦，测试的土工合成材料内部将产生局部拉应变，极大地影响测试结果。因此，亟需研制能够有效避免土工合成材料与剪切盒之间发生相对位移的固定装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于土工合成材料界面剪切试验的材料抓齿板固定装置。

本发明提出的一种用于土工合成材料界面剪切试验的材料抓齿板固定装置，由抓齿板系统和约束系统两部分组成，其中：

抓齿板系统由底板1、抓齿2和底板横齿4组成，底板1采用不锈钢材料制成，抓齿2由高度一致的倾角均为45°的微型不锈钢齿构成，抓齿2均匀分布于底板1表面，用于实现剪切面上土工合成材料试样的均匀固定；底板横齿4采用致密排列的倾角45°的微型不锈钢齿，两个底板横齿4对称分布于底板1两侧，用于端部的土工合成材料试样固定；测试用的土工合成材料试样11紧贴在抓齿2上，试验端部于位于两侧的底板横齿4处固定；

约束系统由约束杆3、约束杆横齿5、约束杆支架6、控制螺丝7、固定螺母8、约束杆支架固定螺丝9和限位器10组成，约束杆3采用“L形”不锈钢杆，底板1两侧对称分布有约束杆3，约束杆3两端分别固定于约束杆支架6上，用于土工合成材料两端的固定；约束杆横齿5采用致密排列的倾角45°的不锈钢齿，均匀分布于约束杆3内侧，分布情况与底板横齿4呈交错状，与底板横齿4共同实现土工合成材料试样端部的固定；约束杆支架6为 “U形”不锈钢杆，两组约束杆支架6通过约束杆支架固定螺丝9对称固定于底板1另两侧端部上，通过约束杆支架固定螺丝9的旋紧将约束杆支架6固定于底板1上，约束杆3两端分别与对应的两个约束杆支架6相连接，约束杆支架6主要起到固定约束杆3的作用；控制螺丝7采用不锈钢预制螺丝，控制螺丝7穿过约束杆支架6上预设的孔洞，控制螺丝７的螺帽留在约束杆支架6外侧，控制螺丝7的底部与限位器10焊接在一起，可以施加扭矩控制螺丝旋进旋出，以实现约束杆３的进退，限位器10安装于约束杆支架6上的微型卡口上，其一端与控制螺丝7固定，另一端与“L形”约束杆3的底端固定，限位器10保证了控制螺丝7和约束杆3的有效连接。