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原文传递一种废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法

专利名称：	一种废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法
摘要：	本申请公开了一种废旧轮胎‑土竖直界面剪切特性测试方法，首先依次安装好伺服控制系统、试样系统、围压加载系统和数据采集系统，在废旧轮胎内充填土样Ⅱ，然后将废旧轮胎安装在推拉作动杆上，使其水平中心线及中心轴线均与环形剪切箱重合，在环形剪切箱内由外至内依次环设围压气囊和土样Ⅰ，土样Ⅰ的径向内侧面与废旧轮胎的外侧面接触，最后通过围压气囊和顶部螺旋圆盘分别为废旧轮胎‑土竖直界面提供水平方向及竖直方向的荷载，启动液压伺服电机向推拉作动杆施加应力进行剪切试验，根据不同荷载条件下获得的应力数据计算剪切力学参数。本申请方法适用于对不同埋深及尺寸条件下的废旧轮胎‑土竖直界面进行剪切试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	长沙学院
发明人：	蒋建清;罗世林;常锦;雷鸣;张锐;匡希龙;张学文;艾丽菲拉·艾尔肯;种霖霖
专利状态：	有效
申请日期：	2021-12-07T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-11T00:00:00+0800
申请号：	CN202111485104.2
公开号：	CN114166658A
代理机构：	长沙七源专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘伊旸;周晓艳
分类号：	G01N3/24;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/24
申请人地址：	410022 湖南省长沙市开福区洪山路98号
主权项：	1.一种废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、安装伺服控制系统：将推拉作动杆(19)竖直设置在推拉作动器(17)上，连接推拉作动器(17)和液压伺服电机(16)；步骤S2、安装试样系统和环形剪切箱(7)：将环形剪切箱(7)固定设置在反力架(6)上，将废旧轮胎(9)置于作动台底座(11)上，在废旧轮胎(9)内设置土样Ⅱ(10)，在废旧轮胎(9)上放置作动台顶盖(13)，将组装好的试样系统固定安装在推拉作动杆(19)上，使废旧轮胎(9)与环形剪切箱(7)共中心轴线；步骤S3、试样系统高度调试：启动推拉作动器(17)，通过推拉作动杆(19)带动试样系统竖向移动，使废旧轮胎(9)和环形剪切箱(7)的水平中心线重合；步骤S4、安装围压加载系统：在环形剪切箱(7)内沿径向由外至内依次环设围压气囊(3)和土样Ⅰ(4)，围压气囊(3)外接气泵(1)并在连接气路上设有压力表(2)，土样Ⅰ(4)的径向内侧面与废旧轮胎(9)的外侧面接触；步骤S5、施加各向荷载：根据模拟埋深向作动台顶盖(13)施加压力，为废旧轮胎-土竖直界面提供竖直方向荷载，通过向围压气囊(3)内充气为废旧轮胎-土竖直界面提供水平方向荷载；步骤S6、剪切实验：安装位移计(15)，在推拉作动杆(19)上安装应力传感器(18)，启动液压伺服电机(16)向推拉作动杆(19)施加应力进行剪切实验，分别通过应力传感器(18)和位移计(15)测得剪切应力和剪切位移数据。 2.根据权利要求1所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S2中，在作动台底座(11)和作动台顶盖(13)的中心位置均设有用于穿过推拉作动杆(19)的圆孔；安装试样系统的过程具体包括：将作动台底座(11)置于水平地面上，将与推拉作动杆(19)等直径的棍状物的下端插入作动台底座(11)中心的圆孔内，将废旧轮胎(9)水平放置在作动台底座(11)上，在废旧轮胎(9)内将土搅拌均匀并按照分层装填的方式夯实制成土样Ⅱ(10)，将作动台顶盖(13)放置于废旧轮胎(9)的上表面，使棍状物的上端对应插入作动台顶盖(13)中心的圆孔内。 3.根据权利要求2所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S2中，试样系统通过底部螺旋圆盘(12)固定安装在推拉作动杆(19)上，推拉作动杆(19)的外表面设有螺纹；安装试样系统的过程具体还包括：在推拉作动杆(19)上旋转安装底部螺旋圆盘(12)，将组装好的试样系统吊起并水平移动至目标位置，使棍状物与推拉作动杆(19)的中心轴线重合，降下试样系统，推拉作动杆(19)由下至上插入土样Ⅱ(10)中并将棍状物顶出，直至作动台底座(11)与底部螺旋圆盘(12)贴合。 4.根据权利要求3所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S3中，试样系统高度调试的过程具体包括：启动推拉作动器(17)，通过推拉作动杆(19)带动试样系统竖向移动至目标位置，使废旧轮胎(9)和环形剪切箱(7)的水平中心线间的距离不超过10cm，旋转底部螺旋圆盘(12)对试样系统的位置进行微调，直至废旧轮胎(9)和环形剪切箱(7)的水平中心线完全重合。 5.根据权利要求4所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S4中，安装围压加载系统的过程具体包括：在环形剪切箱(7)上下相对的内壁上分别安装水平的可拆卸式环形垫板(21)，使垫板(21)的径向内端与废旧轮胎(9)的外侧面接触，而径向外端与环形剪切箱(7)的剪切箱侧壁(24)接触；首先将围压气囊(3)放入由垫板(21)与剪切箱侧壁(24)围成的腔体空间内，然后打开气泵(1)对围压气囊(3)进行预充气，使围压气囊(3)膨胀并与腔体内壁紧密贴合，最后将土搅拌均匀并按照分层装填的方式在腔体的剩余空间内夯实制成土样Ⅰ(4)。 6.根据权利要求5所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S2还包括在棍状物表面均匀涂抹润滑剂以形成润滑层的过程，所述步骤S4还包括在腔体内壁均匀涂抹润滑剂形成润滑层的过程。 7.根据权利要求6所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S5中，通过在作动台顶盖(13)上方设置顶部螺旋圆盘(14)向作动台顶盖(13)施加压力；施加各向荷载的过程具体包括：将顶部螺旋圆盘(14)旋转安装到推拉作动杆(19)上，由上至下对作动台顶盖(13)的位置进行固定并施加对应的竖直荷载，打开气泵(1)，围压气囊(3)充气膨胀施加对应的水平荷载。 8.根据权利要求7所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S6中，剪切实验的过程具体包括：首先，启动液压伺服电机(16)推动推拉作动杆(19)进行剪切试验，测得应力传感器(18)和位移计(15)的读数，测得的剪切应力和剪切位移数据实时传输记录到计算机(20)；然后通过气泵(1)卸载围压，卸载全部试样，通过液压伺服电机(16)卸载应力，最后改变围压气囊(3)施加的围压大小，重复剪切实验，获得对应围压条件下的应力和位移数据。 9.根据权利要求8所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S6中，剪切实验的过程具体还包括：改变步骤S5中施加的竖直荷载大小以模拟不同埋深，重复剪切实验。 10.根据权利要求1～9中任意一项所述的废旧轮胎-土竖直界面剪切特性测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，在液压伺服电机(16)与推拉作动器(17)之间设置循环油路；所述步骤S6中，通过驱动液压油在液压伺服电机(16)和推拉作动器(17)之间循环流动，实现向推拉作动杆(19)施加循环变化的竖直应力，进而实现对废旧轮胎-土竖直界面的循环往复剪切试验。
所属类别：	发明专利