专利名称：土工合成材料界面摩擦性能测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型干涉及一种测试仪器，特别涉及一种用于对土工合成材料界面的摩擦 性能进行测试的仪器。
背景技术：
土工合成材料在应用中，总是与各种界面接触，并依靠界面之间的摩擦发挥正常 的作用，维持稳定。因此土工合成材料与砂土以及土工合成材料之间的摩擦特性是工程应 用中一个非常重要指标。检测方法主要有两种接触面积递减的直剪仪和接触面积不变的 直剪仪。使用直剪仪主要涉及到三个检测参数指标，即检测样品受到的法向压力、拉力和位 移。国内外虽然制定了有关的检测标准，且各家检测机构根据标准的基本要求自己设计制 作了不同类型的检测设备，但尚无统一的检测设备，且存在以下缺点①、剪切滑动的方式大部分采用轴承或滚排摩擦。轴承或滚排摩擦有较大的缺点， 一方面接触面积大，系统摩擦对测试结果的影响较大；另一方面轴承或滚排的摩擦力随法 向压力的增加而逐渐增大，且随轴承或滚排的磨损条件逐渐变化，无法准确估计。②、法向压力方面，传统仪器大部分采用液压或油压，再通过刚性板将压力分散， 这种加压方式无法消除集中应力的影响，法向压力分布不均勻。③、仪器结构方面，国外进口设备，结构复杂，造价较高，而国内制作的设备，体积 庞大，操作复杂。

实用新型内容针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种法向压力均 勻、测试精确，且结构简单、操作方便、经济合理的土工合成材料界面摩擦性能测试仪。为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案一种土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其包括一摩擦试验箱和一控制平台车， 所述摩擦试验箱位于所述控制平台车上，所述摩擦试验箱包括两个剪切盒，所述两个剪切 盒相对设置，所述两个剪切盒之间隔开一定距离形成一试样放置空间，所述剪切盒的内侧 面上设有加压气囊，所述加压气囊与气源连接，所述剪切盒的上下两端设有开口调节夹片， 所述摩擦试验箱下端设有一下拉力机连接件。优选的，所述试样放置空间内设有一刚性板，所述刚性板的上端设有一上拉力机 连接件。优选的，所述控制平台车包括一工作小车，所述工作小车上设有导轨，所述导轨上 设有一可上下移动的顶升平台，所述摩擦试验箱位于所述顶升平台上。进一步的，所述顶升平台包括四个带顶杆的气缸，所述气缸的顶杆通过一钢圈连 成一个整体，所述摩擦试验箱位于所述钢圈上，所述气缸位于所述导轨上。更进一步的，所述控制平台车上设有调节所述加压气囊及气缸压力的调节阀和气 压控制表。[0013]优选的，所述加压气囊的材质为乳胶薄膜，在所述乳胶薄膜上还外附有一层耐刺 破的Pvc膜。上述技术方案具有如下有益效果1)该土工合成材料界面摩擦性能测试仪采用双面摩擦，大大增加了摩擦界面，减 小了边界对实验的影响，能更好的反映试样与接触材料之间的实际剪切情况；2)摩擦试验箱上下开口，减小了试样与箱体之间的接触面积，使系统摩擦相对于 剪切力几乎可以忽略不计，使试验数据更加的准确；3)消除了传统仪器剪切盒通过轴承或滚排滑动时，系统摩擦随压力增大而增大的 缺陷；4)采用加压气囊进行加压，压力传递真实且分布均勻，并且能做到试样两侧气压 相等且同时加压，使试验数据更加的精确；5)该土工合成材料界面摩擦性能测试仪与高精度拉力机配合使用，在提高试验精 度的同时，可以很大程度降低造价。

图1为实用新型实施例的结构示意图。图2为本实用新型实施例中摩擦试验箱的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细介绍。如图1、2所示，该土工合成材料界面摩擦性能测试仪包括一摩擦试验箱1和一控 制平台车2。控制平台车2包括一工作小车21，工作小车21上设有万向滑轮22，以便于工 作小车21的移动。工作小车21上还设有两根平行的导轨23，导轨23上设有一可上下移动 的顶升平台，该顶升平台包括四个带顶杆的气缸24，气缸24的顶杆通过一钢圈25连成一个 整体，摩擦试验箱1位于该钢圈25上，两个导轨23上各设有两个气缸24，气缸24通过气缸 加压气管26与作为气源的气压泵3连接。摩擦试验箱1包括两个剪切盒11，两个剪切盒11用一排螺丝连成一个整体，两个 剪切盒11相对设置，两个剪切盒11之间隔开一定距离形成一试样放置空间14，剪切盒11 的内侧面上设有加压气囊12，加压气囊12的材质为乳胶薄膜，在乳胶薄膜上还外附有一层 耐刺破的pvc膜。加压气囊12上设有气压接口 13，气压接口 13通过气囊加压气管27与气 压泵3连接。在试样放置空间14内设有一刚性板15，刚性板的上端设有一上拉力机连接件 16，摩擦试验箱1的下端设有一下拉力机连接件17。为方便对加压气囊12及气缸24内气 压的调节控制，控制平台车2上还分别设有相应的调节阀和气压控制表。再如图2所示，该土工合成材料界面摩擦性能测试仪在使用时，首先从摩擦试验 箱1取出刚性板15，将试样4包覆在刚性板15上，试样4的摩擦面的一侧朝外，试样4与刚 性板15之间用粘合剂粘结，两端用压条19固定。然后将刚性板15插在试样放置空间14 内，并通过定位螺丝将刚性板15固定在两个剪切盒11的中间。然后向两个剪切盒11内填 入标准砂或其他材料5。为防止填入的标准砂或其他材料5从摩擦试验箱1与刚性板15之 间的开口处漏出，剪切盒11的上下两端还设有开口调节夹片18，开口调节夹片18可根据刚
4性板15及试样4的厚度进行调节，以保证摩擦试验箱1与刚性板15之间的开口被封住。当剪切盒11内的标准砂或其他材料5填满后，用控制平台车2将摩擦试验箱1推 至拉力机旁。然后在导轨23上调节顶升平台的位置，并同时调节气缸24的气压，使气缸24 的顶杆上升，将摩擦试验箱1推入拉力机，将拉力机的上端与上拉力机连接件16连接，拉力 机的下端与下拉力机连接件17连接。接着使气缸24泄压，顶升平台下降，控制平台车2退 出。然后再调节加压气囊12内的压力到规定气压，使加压气囊12产生的压力将标准砂或 其他材料5与试样4之间压紧。最后启动拉力机，通过拉力机自动采集实验数据。本实用新型的另一个使用方法是在两个剪切盒之间的试样放置空间内不放置刚 性板，只放置试样，拉力机直接与试样连接，按照JTG E50-2006《公路工程土工合成材料试 验规程》等检测规范，可进行试样的拉拔摩擦特性试验。该土工合成材料界面摩擦性能测试仪与现有测试仪器相比具有如下优点1)该测试仪采用双面摩擦，大大增加了摩擦界面，减小了边界对实验的影响，能更 好的反映试样与接触材料之间的实际剪切情况；2)摩擦试验箱上下开口，减小了试样与箱体之间的接触面积，使系统摩擦相对于 剪切力几乎可以忽略不计，使试验数据更加的准确；3)消除了传统仪器剪切盒通过轴承或滚排滑动时，系统摩擦随压力增大而增大的 缺陷；4)采用加压气囊进行加压，压力传递真实且分布均勻，并且能做到试样两侧气压 相等且同时加压，使试验数据更加的精确；5)该土工合成材料界面摩擦性能测试仪与高精度拉力机配合使用，在提高试验精 度的同时，可以很大程度降低造价。以上对本实用新型实施例所提供的土工合成材料界面摩擦性能测试仪进行了详 细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式
及应 用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依 本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其特征在于其包括一摩擦试验箱和一控制平台车，所述摩擦试验箱位于所述控制平台车上，所述摩擦试验箱包括两个剪切盒，所述两个剪切盒相对设置，所述两个剪切盒之间隔开一定距离形成一试样放置空间，所述剪切盒的内侧面上设有加压气囊，所述加压气囊与气源连接，所述剪切盒的上下两端设有开口调节夹片，所述摩擦试验箱下端设有一下拉力机连接件。
2.根据权利要求1所述的土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其特征在于所述试样 放置空间内设有一刚性板，所述刚性板的上端设有一上拉力机连接件。
3.根据权利要求1所述的土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其特征在于所述控制 平台车包括一工作小车，所述工作小车上设有导轨，所述导轨上设有一可上下移动的顶升 平台，所述摩擦试验箱位于所述顶升平台上。
4.根据权利要求3所述的土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其特征在于所述顶升 平台包括四个带顶杆的气缸，所述气缸的顶杆通过一钢圈连成一个整体，所述摩擦试验箱 位于所述钢圈上，所述气缸位于所述导轨上。
5.根据权利要求4所述的土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其特征在于所述控制 平台车上设有调节所述加压气囊及气缸压力的调节阀和气压控制表。
6.根据权利要求1所述的土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其特征在于所述加压 气囊的材质为乳胶薄膜，在所述乳胶薄膜上还外附有一层耐刺破的pvc膜。
专利摘要本实用新型公开了一种土工合成材料界面摩擦性能测试仪，其包括一摩擦试验箱和一控制平台车，所述摩擦试验箱位于所述控制平台车上，所述摩擦试验箱包括两个剪切盒，所述两个剪切盒相对设置，所述两个剪切盒之间隔开一定距离形成一试样放置空间，所述剪切盒的内侧面上设有加压气囊，所述加压气囊与气源连接，所述剪切盒的上下两端设有开口调节夹片，所述摩擦试验箱下端设有一下拉力机连接件。该土工合成材料界面摩擦性能测试仪采用双面摩擦，大大增加了摩擦界面，减小了边界对实验的影响，能更好的反映试样与接触材料之间的实际剪切情况，并且消除了传统仪器剪切盒通过轴承或滚排滑动时，系统摩擦随压力增大而增大的缺陷。
文档编号G01N19/02GK201716258SQ20102018886
公开日2011年1月19日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者夏启星, 张伟, 张鹏程, 戚晶磊, 王宵, 王维, 白建颖, 陈刚 申请人:上海勘测设计研究院