[发明专利]一种考虑土体约束条件的土工格栅蠕变试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种考虑土体约束条件的土工格栅蠕变试验装置及试验方法，包括土工格栅、试验架、试验箱、蠕变检测机构以及载荷加载组。试验箱相对两侧的侧壁上各设置有穿孔，土工格栅穿设在两个穿孔内且两端伸出试验箱外分别与固定端及活动端夹具连接；将土工格栅埋设于试验箱内，并分层压实填料，蠕变检测机构的检测端与土工格栅上相应的预设检测点连接；载荷加载组能够同时或依次输出竖向载荷和水平载荷，其中在试验箱内填料顶部施加竖向载荷，对土工格栅任一侧施加水平载荷；土工格栅与载荷加载组相对的另一侧与试验架或试验箱连接。本试验装置及试验方法结构简单实用，适合模拟受土体约束的土工格栅在不同长期载荷下蠕变性质和强度变化特性。

技术领域

本发明涉及土工合成材料加筋土挡墙技术领域，尤其涉及一种考虑土体约束条件的土工格栅蠕变试验装置及试验方法。

背景技术

近年来，国内外关于土工合成材料蠕变特性的研究日益增多，但基本上都是针对土工织物或者土工膜而开展的；并且目前国内外针对筋材短期或长期抗拉强度的大多数相关试验标准，均规定筋材在无约束条件且保持一定温湿度进行拉伸，以此试验条件得到的强度指标作为材料特征参数，而在无约束情况的蠕变试验获知的蠕变特性，强于有约束条件下筋材的蠕变特性，从而使工程设计时筋材的蠕变折减系数取值过大，从而影响了筋材在加筋土结构中的应用。此外，土工格栅作为一种热粘弹性材料，在一定温度和长期载荷作用下必将表现出其特有的蠕变特性。为了解土工格栅在温度作用下蠕变过程中的荷载-变形行为，已有学者对土工格栅无约束条件下进行了大量的温度加速蠕变试验。因此，研发土工格栅蠕变试验装置并通过土工格栅蠕变试验考虑有约束条件对蠕变的影响，探讨土工格栅在不同长期载荷下蠕变性质和强度变化特性是十分必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述所提及的技术问题之一，提供一种考虑土体约束条件的土工格栅蠕变试验装置及试验方法，本试验装置结构简单，且容易搭建，适合在室内模拟受土体约束的土工格栅在不同长期载荷下蠕变性质和强度变化特性；本试验方法操作方便，测量准确性高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种考虑土体约束条件的土工格栅蠕变试验装置，包括土工格栅、试验架、设置在试验架上的试验箱、蠕变检测机构以及载荷加载组，所述试验箱相对两侧的侧壁上各设置有穿孔，土工格栅两端均可过穿孔并伸出试验箱外；所述试验箱位于土工格栅的上下两侧均填充有填料，蠕变检测机构的检测端设置有至少两个，且分别与土工格栅上相应的预设检测点连接；载荷加载组能够同时或依次输出竖向载荷和水平载荷；载荷加载组能够在试验箱内的填料顶部施加竖向载荷，并能够对土工格栅任一侧施加水平载荷；土工格栅与载荷加载组相对的另一侧与试验架或试验箱连接。

作为上述技术方案的改进，所述载荷加载组包括能够施加竖向应力载荷的应力机构以及能够施加水平载荷的施力机构；所述应力机构能够对试验箱内填料的顶部施加竖向应力，所述施力机构的输出端与土工格栅连接，对土工格栅施加水平方向的拉力。

作为上述技术方案的改进，还包括夹持结构，所述夹持结构包括固定夹具和活动夹具，所述固定夹具和活动夹具分别夹设在土工格栅水平受力的两端上；所述固定夹具与试验架或试验箱连接，所述活动夹具与载荷加载组施加水平载荷的输出端连接。

作为上述技术方案的改进，所述固定夹具和活动夹具均由三块上、中、下层钢板依次叠放构成，上层钢板通过多枚螺栓穿过中层钢板与下层钢板连接，中层及下层钢板向配合的夹持面上均有齿形咬合槽，齿形咬合槽上设置有橡胶垫片以夹持土工格栅。

作为上述技术方案的改进，所述施力机构包括杠杆、调节构件、设置在杠杆一端上的配重以及一端连接在杠杆另一端上的牵引拉绳，所述杠杆和调节构件均安装在试验架上，所述牵引拉绳另一端绕过调节构件与土工格栅上的活动夹具连接；所述调节构件能够调整牵引拉绳与土工格栅连接端的水平度。