[发明专利]一种土工合成材料蠕变性能的测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种土工合成材料蠕变性能的测试装置，其特征在于，其包括：壳体(1)、测试箱(2)、竖向加载装置(3)、水平加载装置(4)、夹具(5)、温控组件(6)和控制系统；

所述测试箱(2)设置于壳体(1)底部的试验台(11)上；所述测试箱(2)包括一对固定侧壁(21)和一对可调节侧壁(22)，所述可调节侧壁(22)上设有高度可调节的测试口(23)；

所述竖向加载装置(3)位于所述测试箱(2)上方，其固定端安装于壳体(1)顶部的横向框架上；所述竖向加载装置(3)的活动端用于对测试箱(2)内土壤施加竖向压力；

所述水平加载装置(4)位于所述测试箱(2)的一对可调节侧壁(22)的两侧，其通过支撑架(12)安装于所述试验台(11)上；所述水平加载装置(4)的活动端连接夹具(5)，所述夹具(5)设有用于夹持土工合成材料样品的夹爪(51)；

所述水平加载装置(4)与支撑架(12)之间设有高度调节机构(41)；所述高度调节机构(41)用于调节所述水平加载装置(4)的高度，使水平加载装置(4)与所述测试口(23)高度保持一致；

所述控制系统包括电源、位移传感器、拉力传感器、温度调节器、显示屏和控制面板。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试箱(2)的可调节侧壁(22)包括调节框架(221)、顶部固定板(222)、底部固定板(223)和若干滑动板(224)；

所述调节框架(221)的两侧开设有供所述滑动板(224)移动的滑轨(224)；通过移动所述滑动板(224)，使相邻的滑动板(224)之间、滑动板(224)与顶部固定板(222)之间或滑动板(224)与底部固定板(223)之间形成所述测试口(23)。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试口(23)位于所述测试箱(2)高度的1/4～3/4处。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试箱(2)的固定侧壁(21)采用高强度透明材料制成，所述固定侧壁(21)与可调节侧壁(22)相邻的边缘处设置有标尺(212)。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述竖向加载装置(3)为液压伺服加载装置，其包括位于活动端底部的加载板(31)，所述加载板(31)用于对测试箱(2)内土壤施加竖向压力。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述水平加载装置(4)包括水平液压伺服装置，所述水平加载装置(4)用于对土工合成材料样品提供预加载拉力，所述水平加载装置(4)提供的拉力速率为0.1～50mm/min。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述高度调节机构(41)为电动伺服伸缩杆，其固定端安装于所述支撑架(12)的顶板上，其活动端连接所述水平加载装置(4)。

8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述温控组件(6)包括罩设于所述测试箱(2)外部的温控箱(61)，所述温控箱(61)内温度调节范围为-20～99℃。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述的土工合成材料蠕变性能的测试方法，包括以下步骤：

S1、调节一对可调节侧壁(22)上测试口(23)的位置和水平加载装置(4)的高度，使两者处于同一水平线上；

S2、铺设第一层土壤与水平加载装置(4)齐平；

S3、将土工合成材料样品横向放置于填满土壤的测试箱(2)内，利用夹具(5)的夹爪(51)将土工合成材料样品的两端夹持住；

S4、铺设第二层土壤与固定侧壁(21)的顶部齐平；

S5、调节温控组件(6)设置测试温度，启动竖向加载装置(3)，对测试箱(2)内的土壤施加预设压力；

S6、每隔一定时间进行一次数据采集，直至达到试验所需的时间，结束试验。

10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于：所述步骤S5之前，还包括以下步骤：利用水平加载装置(4)对所述土工合成材料样品施加预加载拉力，使其产生1％的抗拉强度预载，通过拉力传感器记录拉力值，通过位移传感器记录相应位移。