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原文传递一种测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置及测试方法

专利名称：	一种测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置及测试方法
摘要：	本发明涉及土工合成材料测试技术领域，具体涉及一种测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置及测试方法。该试验装置包括牵引设备、混凝土板、采集设备和控制系统。该试验装置通过在斜墙砂砾石坝的顶部设置牵引设备，并在斜坡上设置混凝土板，利用控制系统调节驱动电机的转速，通过传动结构带动卷筒卷绕牵引绳对混凝土板实施牵引，控制系统接收并记录力值传感器传递的牵引力，以及位移传感器传递的位移值，实现了在工程现场进行测定土工合成材料界面摩擦参数，得到了土工合成材料和结构面的抗滑剪力以及界面摩擦系数，为工程安全分析提供依据，提升了施工质量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	新疆;65
申请人：	新疆农业大学
发明人：	杨武;杨海华;于雷;刘晓伟;李亚运;吴远鹏;王维
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-03T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-14T00:00:00+0800
申请号：	CN202310804975.9
公开号：	CN117054326A
代理机构：	南京行高知识产权代理有限公司
代理人：	李晓
分类号：	G01N19/02;G01N3/24;G01N3/02;G01N3/06;G;G01;G01N;G01N19;G01N3;G01N19/02;G01N3/24;G01N3/02;G01N3/06
申请人地址：	830052 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市沙依巴克区农大东路311号
主权项：	1.一种测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置，其特征在于，包括牵引设备、用于放置在斜墙砂砾石坝的斜坡上的混凝土板、采集设备和控制系统；所述牵引设备包括用于布设在斜墙砂砾石坝顶部的基座、驱动电机、传动结构、牵引绳和用于卷绕牵引绳的卷筒，所述驱动电机安装在基座上，所述驱动电机的输出轴通过传动结构与卷筒的转动轴相连，所述牵引绳的固定端连接在卷筒上，所述牵引绳的自由端与混凝土板相连；所述混凝土板与斜墙砂砾石坝的斜坡之间具有用于布设土工合成材料的滑动通道，所述土工合成材料与混凝土板的底部相连；所述采集设备包括力值传感器和位移传感器，所述力值传感器布设于牵引绳上，用于测量对混凝土板的牵引力，并将获取的牵引力传递至控制系统，所述位移传感器布设于混凝土板的上方，用于测量混凝土板相对于斜墙砂砾石坝的斜坡的位移值，并将获取的位移值传递至控制系统；所述控制系统用于接收并记录力值传感器传递的牵引力，以及位移传感器传递的位移值，所述控制系统用于调节驱动电机的转速。 2.根据权利要求1所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置，其特征在于，所述混凝土板通过木模在土工合成材料上浇筑成型，所述混凝土板的侧壁上设置有拉钩，所述拉钩与牵引绳相连。 3.根据权利要求2所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置，其特征在于，所述混凝土板的内部布设有纵横交错的钢筋。 4.根据权利要求1所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置，其特征在于，所述混凝土板的下方设置有用于安装位移传感器的支座，所述支座固定在斜坡上，所述位移传感器的固定端安装在支座上，所述位移传感器的检测端与混凝土板相连。 5.根据权利要求4所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置，其特征在于，所述位移传感器为导轨滑块式位移传感器或者拉绳位移传感器。 6.根据权利要求1所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置，其特征在于，所述基座通过锚钉固定在斜墙砂砾石坝的斜坡的顶部。 7.根据权利要求1-6中任意一项所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置的测试方法，其特征在于，包括：铺设土工合成材料，根据斜墙砂砾石坝的实际施工进度，在混凝土护坡施工前，将已经铺设完成的砂浆垫层上部清理干净，在砂浆垫层上选取合适的位置，铺设土工合成材料形成局部测试区域；浇筑混凝土板，在局部测试区域上构筑木模，并通过木模在土工合成材料上浇筑混凝土形成混凝土板；安装牵引设备，根据混凝土板在斜墙砂砾石坝的斜坡上所处的位置，将牵引设备的基座安装在斜墙砂砾石坝的顶部，由驱动电机通过传动结构驱动的卷筒利用牵引绳与混凝土板连接，用于向混凝土板施加牵引力；布设采集设备，将力值传感器安装在混凝土板与牵引设备之间的牵引绳上，用于测量对混凝土板的牵引力，力值传感器把获取的牵引力传递至控制系统，将位移传感器布设在混凝土板的下边缘一侧，用于测量混凝土板在牵引力作用下所产生的位移值，位移传感器把获取的位移值传递至控制系统；实施原位拖板试验，启动驱动电机，控制系统调节驱动电机的转速，通过传动结构带动卷筒卷绕牵引绳对混凝土板实施牵引，控制系统接收并记录力值传感器传递的牵引力，以及位移传感器传递的位移值。 8.根据权利要求7所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置的测试方法，其特征在于，所述土工合成材料为复合土工膜，所述复合土工膜包括土工布层和土工膜层，所述土工布层与混凝土板相连，所述土工膜层与斜墙砂砾石坝的斜坡相接触。 9.根据权利要求7所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置的测试方法，其特征在于，所述土工合成材料为复合土工膜，所述复合土工膜包括土工布层和土工膜层，所述土工膜层位于土工布层之间，上层的土工布层与混凝土板相连，下层的土工布层与斜墙砂砾石坝的斜坡相接触。 10.根据权利要求7所述的测试土工合成材料界面摩擦参数的试验装置的测试方法，其特征在于，所述混凝土板的尺寸为1.0m×1.0m，所述混凝土板的厚度为20cm。