一种土工合成材料顶破与刺破一体化实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及建筑检测技术领域，尤其是一种土工合成材料顶破与刺破一体化实验装置。


背景技术：

2.土工合成材料(geosynthetics)，是岩土工程和土木工程中应用的土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料的总称。土工合成材料在工程结构中，要承受各种法向静态力的作用，所以顶破强力是土工合成材料力学性能的重要指标之一。
3.顶破试验和刺破试验是对土工合成材料基本性能的测试。在进行顶破试验时，传统夹具的工作原理是将一片环形夹具与固定基座的夹具对接，通过手动拧动螺栓使两片夹具夹紧，从而将夹具间的试样固定，然而该方法操作比较繁琐，耗时费力，且极易出现因夹持力度不够而造成试样滑脱的缺陷。
4.现状是顶破试验和刺破试验都有各自的一套夹具。顶破试验的下夹具的环内径为约150mm，上夹具顶压杆的直径为约50mm，刺破试验的下夹具的环内径为45mm，上夹具顶压杆的直径为8mm。两套除了大小，基本一样的夹具，不仅增加了夹具的存储空间，而且浪费夹具的生产成本。同时，夹持器需要专门的取样装置或者剪刀，把试样裁剪成夹具适合的形状，而后再用螺丝逐一锁紧，费时费力，而且夹持力不够容易使试样滑动。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种既能进行土工合成材料顶破又能进行土工合成材料刺破的一体化实验装置。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种土工合成材料顶破与刺破一体化实验装置，其特征在于：包括顶刺部和夹持部，所述顶刺部包括顶破杆和刺破杆，所述刺破杆穿设在所述顶破杆中，所述夹持部由支撑装置和夹持装置构成。
7.进一步地，所述顶破杆的下端中心处向上开设有圆柱孔，所述刺破杆穿设与所述圆柱孔内，所述顶破杆外表面中部设置有贯穿至圆柱孔的通孔，所述刺破杆的外表面设置有多个孔，通过铁销贯穿所述通孔插入刺破杆不同的孔中来控制刺破杆的伸缩。
8.进一步地，所述支撑装置由底板、多根立柱和面板构成，所述立柱周向均匀设置于所述底板与所述面板之间，所述面板中部开设有圆形开口，所述圆形开口外圆周设有圆环形凹槽，所述圆环形凹槽外圆周周向均匀设置有多个矩形槽。
9.进一步地，所述夹持装置由顶破夹持装置和刺破夹持装置组成。
10.更进一步地，所述顶破夹持装置设置于面板上，所述顶破夹持装置由内径相等的下圆环和上圆环组成，所述下圆环和上圆环的内径大于所述圆形开口的直径，所述上圆环的外径大于所述下圆环的外径，所述下圆环的外侧配设有环形夹具。
11.更进一步地，所述刺破夹持装置包括上夹圆环、下夹圆环和多块竖板，所述上夹圆环与下夹圆环通过螺栓固定锁紧，所述下夹圆环的底端周向均匀设置有多块竖板，所述竖
板与所述面板上的矩形槽对应设置且数量相同，所述竖板下端设置有与面板上的圆环形凹槽相适配的圆环，通过竖板、圆环与面板上的矩形槽、圆环形凹槽相配合安装，实现刺破夹持装置安装在顶破夹持装置上。
12.更进一步地，所述环形夹具由2个相同的半圆环组成，2个所述半圆环一端铰接在一起，另一端向外折出并通过螺栓与螺帽实现松紧调节，所述半圆环内侧设置有若干环线和多块凸起，可提高环形夹具的夹持力度，更牢固地夹持试样。
13.更进一步地，所述面板、上圆环和下圆环同轴设置且为一体成型结构。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，设计合理，操作简便，进行顶破实验时，将土工布铺设在上圆环上，将外圆周多出上圆环部分的土工布下压，利用环形夹具夹持锁紧多出的土工布，夹持稳定牢固，无需频繁拧螺栓，省时又省力，大大降低了劳动强度，提高了工作效率；
15.通过竖板、圆环与面板上的矩形槽、圆环形凹槽相配合安装，实现刺破夹持装置安装在顶破夹持装置上，使两套夹具变为一套夹具，在完成一种实验后，省去了对另一实验的夹持装置与刺破杆或顶破杆的对准调节过程，避免了夹具反复切换造成的时间浪费和器具磨损的同时也节约了夹具存放空间。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
17.图1是本实用新型的结构示意图；
18.图2是本实用新型的顶刺部的剖面图；
19.图3是本实用新型的支撑装置与顶破夹持装置的立体图；
20.图4是本实用新型的支撑装置与顶破夹持装置的主视图；
21.图5是本实用新型的刺破夹持装置的立体图；
22.图6是本实用新型的环形夹具的立体图。
23.图中：1.顶破杆、2.刺破杆、3.圆柱孔、4.通孔、5.铁销、6.底板、7.立柱、8.面板、81.圆形开口、82.圆环形凹槽、83.矩形槽、9.下圆环、10.上圆环、11.环形夹具、12.上夹圆环、13.下夹圆环、14.竖板、15.圆环。
具体实施方式
24.现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
25.实施例1
26.如图1至图6所示的一种土工合成材料顶破与刺破一体化实验装置，其特征在于：包括顶刺部和夹持部，顶刺部包括顶破杆1和刺破杆2，刺破杆2穿设在顶破杆1中，夹持部由支撑装置和夹持装置构成。
27.顶破杆1的下端中心处向上开设有圆柱孔3，刺破杆2穿设与圆柱孔3内，顶破杆1外表面中部设置有贯穿至圆柱孔3的通孔4，刺破杆2的外表面设置有多个孔，通过铁销5贯穿通孔4插入刺破杆2不同的孔中来控制刺破杆2的伸缩。
28.支撑装置由底板6、3根立柱7和面板8构成，立柱7周向均匀设置于底板6与面板8之间，面板8中部开设有圆形开口81，圆形开口81外圆周设有圆环形凹槽82，圆环形凹槽82外圆周周向均匀设置有3个矩形槽83。
29.夹持装置由顶破夹持装置和刺破夹持装置组成，顶破夹持装置设置于面板8上，顶破夹持装置由内径相等的下圆环9和上圆环10组成，下圆环9和上圆环10的内径大于圆形开口81的直径，上圆环10的直径大于下圆环9的直径，面板8、上圆环10和下圆环9同轴设置且为一体成型结构。下圆环9的外侧配设有环形夹具11，环形夹具11由2个相同的半圆环组成，2个所述半圆环一端铰接在一起，另一端向外折出并通过螺栓与螺帽实现松紧调节，所述半圆环内侧设置有若干环线和多块凸起，可提高环形夹具11的夹持力度，更牢固地夹持试样。
30.刺破夹持装置包括上夹圆环12、下夹圆环13和3块竖板14，上夹圆环12与下夹圆环13通过螺栓固定锁紧，下夹圆环13的底端周向均匀设置有3块竖板14，竖板14与面板8上的矩形槽83对应设置，竖板14下端设置有与面板8上的圆环形凹槽82相适配的圆环15，通过竖板14、圆环15与面板8上的矩形槽83、圆环形凹槽82相配合安装，实现刺破夹持装置安装在顶破夹持装置上。
31.工作过程：当需要进行顶破实验时，将刺破杆2缩入顶破杆1中利用铁销5固定，再将顶破杆1与试验机连接，将土工布平铺在上圆环10上，将超出上圆环10部分的土工布下压，利用环形夹具11将多出的土工布夹在下圆环9与环形夹具11之间，并通过环形夹具11上的螺栓与螺帽来锁紧环形夹具11，调节顶破杆1与顶破夹持装置的位置使顶破杆1对准圆形开口81中心处，启动试验机进行顶破试验，顶破试验完成后再进行刺破实验时，通过竖板14、圆环15与面板8上的矩形槽83、圆环形凹槽82相配合安装，实现刺破夹持装置安装在顶破夹持装置上，使两套夹具变为一套夹具，无需再次对刺破夹持装置与刺破杆2行对准调节，将刺破杆2伸出顶破杆1并利用铁销5固定，启动试验机进行刺破实验。
32.实施例2
33.与实施例1的不同之处在于底板6与面板8之间周向均匀设置有4根立柱7，面板8上设置有4个矩形槽83，下夹圆环13的底端周向均匀设置有4块竖板14。
34.以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。