一种土工膜与土接触面抗滑试验装置及试验方法与流程

1.本发明涉及试验装置的技术领域，特别涉及一种土工膜与土接触面抗滑试验装置及试验方法。


背景技术：

2.当固废堆积场、尾矿库、磷石膏库采用土工膜防渗时，在土工膜与其接触的土料之间可能形成抗滑强度相对较低的软弱接触面，这将给坝体带来安全隐患，如何通过试验确定土工膜与土料接触面的抗滑强度，目前还没有现成的试验仪器。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种土工膜与土接触面抗滑试验装置及试验方法，解决了土工膜与土料接触面的真实抗滑强度的测量问题。
4.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种土工膜与土接触面抗滑试验装置，包括带有两条滑槽的试验平台和滑动连接在滑槽上的试验模块，所述试验平台的一端设有手摇式千斤顶，所述试验平台的另一端设有固定座和安装在固定座上的水平测力环，所述水平测力环位于试验模块运动轨迹上，所述试验模块顶部设有用于夹持固定土工膜的夹持组件，所述夹持组件上设置土样盒，所述土样盒与土工膜之间留有剪切缝隙，所述土样盒放入土样后顶部设置透水石，所述透水石的顶部设置传力盖，所述传力盖顶安有圆珠，所述圆珠上悬挂有传力框架，所述传力框架套在试验平台，所述传力框架的底部固定有位于试验平台下方的托盘，所述托盘上加有铅砣，所述试验模块的一侧还设有水平位移百分表，所述土样盒顶设有垂直百分表。
5.进一步的，所述夹持组件内的土工膜为长方形。
6.通过上述设置，当上部土样盒土样与土工膜发生剪切位移时，能确保剪切面积始终保持不变。
7.进一步的，所述试验模块底部的前后两侧均设有滚珠排，每个所述滚珠均滚动连接在滑槽内。
8.通过上述设置，能够使得试验模块与其上的土样盒沿着一个方向滑动。
9.进一步的，所述传力盖呈双曲面锥体。
10.进一步的，所述传力盖的底部开有呈放射状的排水槽。
11.通过上述设置，有利于土样渗水能够顺畅地排除体外，能够准确地模拟实际工况。
12.进一步的，所述试验装置的试验方法包括如下步骤：
13.s1、利用夹持组件将土工膜固定在试验模块上，并将土样盒螺栓连接在试验模块上，此时土样盒与土工膜之间留有2mm的剪切缝隙，向土样盒内装入土料并压实；
14.s2、在土样盒上放置透水石，再将传力盖盖于透水石上，将传力框架架在传力盖顶部的圆珠上，将垂直位移百分表安装在试验平台上，百分表测杆与传力框架上横梁正中央垂直相抵；
15.s3、读取垂直位移百分表的初始值，再向s2中传力框架底部的托盘内放置与试验垂直载荷相对应的铅砣；
16.s4、铅砣放好后，观察垂直位移百分表，直至垂直位移百分表数值不再有变化，读取垂直位移百分表的最终值；
17.s5、将s1的土样盒与水平测力环相抵；
18.s6、安装测量水平位移的两块水平位移百分表，水平位移百分表夹座固定在试验平台推力方向两侧，水平位移百分表测杆与试验模块滑动方向前铅锤面垂直相触；
19.s7、将土样盒与试验模块的限位螺栓取出，读取水平位移百分表和水平测力环内千分表的初始值，通过匀速摇动手摇式千斤顶对试验模块施加水平推力，直至水平测力环内千分表的数值不再增加，读取水平位移百分表和水平测力环的最终值；
20.s8、增加铅砣的数量再重复进行s4和s7的步骤，完成四次铅砣加载后采用最小二乘法进行线性回归，获得土工膜与土接触面抗滑试验的抗滑参数。
21.与现有技术相比，本方案的有益效果：
22.本方案结构简单、操作简便，试验剪切面积始终保持不变，提高了结果的精确性。
附图说明
23.图1是本发明一种土工膜与土接触面抗滑试验装置的主视图；
24.图2是本发明一种土工膜与土接触面抗滑试验装置的俯视图。
具体实施方式
25.下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
26.说明书附图中的附图标记包括：试验平台1、试验模块2、手摇式千斤顶3、固定座4、水平测力环5、滚珠排6、不锈钢片7、固定框8、土样盒9、传力盖10、传力框架11、托盘12、铅砣13、水平位移百分表14、垂直位移百分表15。
27.实施例1
28.如附图1和图2所示：一种土工膜与土接触面抗滑试验装置，包括带有两条滑槽的试验平台1和滑动连接在滑槽内的试验模块2。试验平台1的左侧设有与试验模块2连接的手摇式千斤顶3。试验平台1的右侧设有用于固定水平测力环5的固定座4，固定座4上安装有位于土样盒9运动轨迹上的水平测力环5。本实施例的试验模块2采用长方形的铜块，其长*宽*高为25cm*20cm*6cm；试验模块2的前后两侧均对称设有滚珠排6，滚珠排6均滚动连接在滑槽内。试验模块2顶部设有用于夹持固定土工膜的夹持组件，夹持组件包括粘附在试验模块2顶部的不锈钢片7和矩形的固定框8，不锈钢片7的长*宽*后为25cm*20cm*2mm，固定框8与不锈钢片7之间夹持有土工膜，固定框8的四个角与不锈钢片7共同螺栓连接在试验模块2上。
29.固定框8内设有放置在土工膜上的土样盒9，土样盒9采用外方内圆设计，其外表面的长*宽*高为13cm*13cm*6cm，其内直径为10cm。土样盒9的四个角通过螺栓固定在试验模块2上，土样盒9与土工膜之间留有2cm的剪切缝隙。土样盒9顶部设有透水石，透水石的直径10cm且厚度2cm。土样盒9的顶部设有传力盖10，传力盖10覆在透水石上，传力盖10高6cm；传力盖10的上部呈双曲面椎体，传力盖10的底部开有呈放射状的排水槽。传力盖10的顶端安
有直径为5mm的圆珠，圆珠上安置有传力框架11，传力框架11的底部固定有位于试验模块2正下方的托盘12，托盘12的直径为200mm，托盘12上设有与传力盖10同轴设置的铅砣13，试验模块2的右侧还设有水平位移百分表14。土样盒的顶部还设有垂直位移百分表15。
30.试验装置的试验方法包括如下步骤：
31.s1、将土工膜粘附在不锈钢片7上，并用固定框8采用螺栓连接在试验模块2上，从而使土工膜固定在试验模块2上，然后将土样盒9采用螺栓卡位安置在固定框8内的试验模块2上，借助四个螺栓使土样盒9支起在试验模块2上，使土样盒9与土工膜之间留有2mm的剪切缝隙；
32.s2、向土样盒9内装入土样，在土样上放置滤水纸和透水石，再将传力盖10盖在透水石上，并将带有托盘12的传力框架11悬挂在传力盖10顶端的圆珠上；
33.s3、将垂直位移百分表15通过万向磁力表座固定在试验平台1上，并将垂直位移百分表15的测杆垂直顶在传力框架上横梁顶面正中央；
34.s4、读取垂直位移百分表15的初始值，向托盘12内放置相应重量的铅砣13；
35.s5、铅砣13放好后，观察垂直位移百分表15，直至垂直位移百分表15内数值不再有变化，读取垂直位移百分表15的最终值；
36.s6、将土样盒9与水平测力环5相抵；
37.s7、安装测量水平位移的两块垂直位移百分表15。垂直位移百分表15夹座固定在试验平台1推力方向两侧，百分表14测杆与试验模块2滑动方向前铅锤面垂直相触。
38.s8、将土样盒9与试验模块2的限位螺栓取出，读取水平位移百分表14和水平测力环5内千分表的初始值，通过匀速摇动手摇式千斤顶3对试验模块2施加水平推力，直至水平测力环5内千分表的数值不再增加，读取水平位移百分表14和水平测力环5的最终值；
39.s9、增加铅砣13的数量再重复进行s5和s7的步骤，完成四次铅砣加载后采用最小二乘法进行线性回归，获得土工膜与土接触面抗滑试验的抗滑参数。
40.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。