（2)、移動(dòng)端（3)、夾具（1)、位移傳感器（7)以及信號(hào)采集控制 裝置（11);所述試驗(yàn)臺(tái)架（10)的上表面設(shè)置有圓形的刻度盤（9)、導(dǎo)軌（8)以及試樣托架 (6) ;所述導(dǎo)軌⑶與刻度盤（9)同心設(shè)置；待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的橫 截面呈圓形并置于試樣托架（6)上；所述試驗(yàn)框架梁（5)設(shè)置在導(dǎo)軌（8)上并在導(dǎo)軌（8) 上自如滑動(dòng)；所述固定端（2)、液壓加載裝置（4)以及位移傳感器（7)分別固定設(shè)置在試驗(yàn) 框架梁（5)上；所述液壓加載裝置（4)與位移傳感器（7)相連；所述液壓加載裝置（4)與 移動(dòng)端（3)固定相連并帶動(dòng)移動(dòng)端（3)移動(dòng)；所述固定端（2)的端部以及移動(dòng)端（3)的端 部分別設(shè)置有用于夾持待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的夾具（1);所述固定端 (2)、待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)以及移動(dòng)端（3)在工作時(shí)處于同一水平高 度；所述信號(hào)采集控制裝置（11)分別與試樣托架（6)、液壓加載裝置（4)以及位移傳感器 (7) 相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土工合成材料各向異性拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述導(dǎo) 軌（8)上設(shè)置有限位凹槽以及置于限位凹槽中的滑動(dòng)滾珠（12);所述試驗(yàn)框架梁（5)通過(guò) 滑動(dòng)滾珠（12)與導(dǎo)軌（8)連接并在導(dǎo)軌（8)上自如滑動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的土工合成材料各向異性拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所 述夾具（1)夾持待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的寬度不小于200mm;兩夾具 (1)之間夾持待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的夾持長(zhǎng)度不小于100mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的土工合成材料各向異性拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述液 壓加載裝置（4)的拉伸速率在0. 05mm/min至50mm/min之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的土工合成材料各向異性拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述試 樣托架（6)是可升降型試樣托架。
6. -種基于如權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的土工合成材料各向異性拉伸試驗(yàn)系 統(tǒng)對(duì)土工合成材料進(jìn)行各向異性拉伸試驗(yàn)的實(shí)施方法，其特征在于：所述方法包括以下步 驟： 1) 裁取待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)，所述待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成 材料試樣（13)的橫截面呈圓形，所述待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的直徑是 220mm 至 240mm 之間； 2) 將待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)放置于試樣托架（6)上，標(biāo)記待進(jìn)行拉 伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的放置方向； 3) 通過(guò)信號(hào)采集控制裝置（11)控制試樣托架（6)上升至與夾具（1)同一水平高度，將 試驗(yàn)框架梁（5)上兩夾具（1)之間的中線方向調(diào)整至刻度盤（9)標(biāo)記0°處； 4) 將待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)在夾具（1)中對(duì)中夾持，夾具（1)夾持 待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的寬度不小于200mm ;夾具（1)夾持待進(jìn)行拉伸 試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的夾持長(zhǎng)度不小于IOOmm ; 5) 開(kāi)動(dòng)液壓加載裝置（4)，對(duì)已夾持好的待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)進(jìn) 行預(yù)拉伸，通過(guò)信號(hào)采集控制裝置（11)控制位移傳感器（7)和液壓加載裝置（4)，使待進(jìn) 行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的伸長(zhǎng)量至夾具（1)夾持待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合 成材料試樣（13)的夾持長(zhǎng)度的0. 5%，通過(guò)信號(hào)采集控制裝置（11)記錄液壓加載裝置（4) 負(fù)荷； 6) 停止加載，將位移傳感器（7)調(diào)零； 7) 重新開(kāi)啟液壓加載裝置（4)連續(xù)加荷直至待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣 (13)斷裂，停機(jī)并恢復(fù)至初始位置；通過(guò)信號(hào)采集控制裝置（11)記錄液壓加載裝置（4)最 大負(fù)荷，精確不低于I. 0N，記錄位移傳感器（7)最大負(fù)荷下的伸長(zhǎng)量，精確不低于0.1 mm ; 8) 使用下式計(jì)算土工合成材料試樣（13)的拉伸強(qiáng)度： a f = F fC 其中： a f為土工合成材料試樣（13)拉伸強(qiáng)度； Ff為土工合成材料試樣（13)最大負(fù)荷； 對(duì)于非織造品、高密度織物或其他類似的土工合成材料試樣（13): C = 1/B 其中： B為夾具（1)夾持待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的寬度； 對(duì)于稀松機(jī)織土工織物、土工格柵或其他類似的松散結(jié)構(gòu)土工合成材料試樣（13): C = Nm/Ns 其中： Nm為土工合成材料試樣（13) Im寬度內(nèi)的拉伸單元數(shù)； Ns為土工合成材料試樣（13)內(nèi)的拉伸單元數(shù)； 9) 使用下式計(jì)算土工合成材料試樣（13)最大負(fù)荷下的伸長(zhǎng)率： f=-----XlOO L0 (1 + 0.5%) 其中： ε為土工合成材料試樣（13)伸長(zhǎng)率（％ ); Ltl為土工合成材料試樣（13)夾持長(zhǎng)度； Λ L為土工合成材料試樣（13)最大負(fù)荷下的伸長(zhǎng)量； 10) 選用不同的待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)，重復(fù)步驟2)~步驟9)，其 中，操作步驟2)時(shí)，不同的待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)放置在試樣托架（6) 的位置與步驟2)中待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)的試驗(yàn)位置相同；進(jìn)行步驟 3)時(shí)，將試驗(yàn)框架梁（5)夾具（1)中線方向調(diào)整至刻度盤（9)標(biāo)記22. 5°處； 11) 判斷不同的待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)是90°對(duì)稱還是45°對(duì)稱； 若是90°對(duì)稱，則將試驗(yàn)框架梁（5)夾具（1)中線方向分別調(diào)整至刻度盤（9)標(biāo)記45°、 67.5°以及90°，重復(fù)步驟10)，即完成不同的待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13) 分別在45°、67. 5°以及90°時(shí)的拉伸試驗(yàn)；若是45°對(duì)稱，則將試驗(yàn)框架梁（5)夾具（1) 中線方向分別調(diào)整至刻度盤（9)標(biāo)記45°，重復(fù)步驟10)，即完成不同的待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的 土工合成材料試樣（13)在45°時(shí)的拉伸試驗(yàn)； 12) 繪制待進(jìn)行拉伸試驗(yàn)的土工合成材料試樣（13)在各方向的拉伸強(qiáng)度和最大負(fù)荷 下的伸長(zhǎng)率包絡(luò)圖。
【專利摘要】一種土工合成材料各向異性拉伸試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括試驗(yàn)臺(tái)架、導(dǎo)軌、刻度盤、試樣托架、試驗(yàn)框架梁、液壓加載裝置、固定端、移動(dòng)端、夾具、位移傳感器以及信號(hào)采集控制裝置；試驗(yàn)臺(tái)架上設(shè)置有刻度盤、導(dǎo)軌以及試樣托架；待試驗(yàn)的土工合成材料試樣置于試樣托架上；試驗(yàn)框架梁設(shè)置在導(dǎo)軌上并可自如滑動(dòng)；固定端、液壓加載裝置以及位移傳感器分別固定設(shè)置在試驗(yàn)框架梁上；液壓加載裝置分別與位移傳感器和移動(dòng)端相連；固定端和移動(dòng)端的端部分別設(shè)置有夾具；信號(hào)采集控制裝置分別與試樣托架、液壓加載裝置以及位移傳感器相連。本發(fā)明有效避免了試驗(yàn)測(cè)試值與土工合成材料實(shí)際受力特性嚴(yán)重不符以及具有測(cè)試過(guò)程精確可控的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01N3-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104833581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510251464
【發(fā)明人】張軍, 孫志杰, 薛曉輝, 趙建斌
【申請(qǐng)人】山西省交通科學(xué)研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月16日