专利名称：多层衬垫系统逐级加载斜坡试验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量摩擦力的实验装置，尤其涉及一种多层衬垫系统逐级加载 斜坡试验装置。
背景技术：
多层衬垫系统一般由无纺土工织物、土工复合排水网、土工膜和土工复合膨润 土垫等多种土工合成材料组成，起到导排渗滤液和防止渗滤液渗漏扩散的作用，但多层 衬垫系统内部界面强度较低，易造成填埋场沿界面失稳。
目前，衬垫系统界面强度的测定一般采用二种方法一种是大型直剪试验，即 将测试的两种材料分别固定于直剪仪的上下剪切盒，施加一定正应力(正应力一般大于 25kPa)后再进行控制剪切速率下的剪切，测试其剪切强度；另外一种是斜坡试验，即将 两种材料分别固定斜板及加载板底部(其正应力一般小于15kPa)上，斜板按恒定角速率 转动，测试其位移随斜坡角度的变化曲线，直至加载板产生滑移，最终确定该界面的剪 切强度。
上述测定方法能准确测试两种材料之间的剪切强度，却受限于两种材料之间的 界面，难以实现多层材料之间界面强度的测试。更为关键的是，用该种方法能更好地模 拟多层衬垫系统逐级加载的实际受力状态。发明内容
本发明的目的在于提供一种多层衬垫系统逐级加载斜坡试验装置，它可以准确 确定多层衬垫系统在特定坡角下的滑移界面及其荷载。
本发明所采用的技术方案是
本发明包括刚性底座、坡度调节机构、刚性底板、多层衬垫系统、加载板、激 光测距仪、砝码、稳定杆、固定板和挡板。在刚性底座一端上表面焊接挡板，刚性底 板一端顶在挡板上，刚性底板另一端下表面放置在安装于刚性底座另一端的坡度调节机 构上，刚性底板另一端上表面焊接固定板，在刚性底板上表面设置多层衬垫系统，多层 衬垫上层设置一块具有锥角的加载板，加载板上有稳定杆，稳定杆上套有不同重量的砝 码，多层衬垫系统下层与刚性底板上表面粘结，多层衬垫系统上层与加载板下表面粘 结；安装在固定板上的激光测距仪面向加载板的一侧，激光测距仪与读数仪连接。
所述坡度调节机构为一组两个能调节坡角的斜坡坡角调节杆叠成。
所述加载板的锥角根据实验需要设置，并更换一块具有不同斜角的加载板，加 载板锥角角度与斜坡坡角相等。
本发明具有的有益效果是
1)本发明运用加载板具有不同角度的上下表面使得砝码能够竖向加载并达到 200kRi及以上正应力，满足底部衬垫系统的正应力水平。
2)确定多层衬垫系统在不同坡角下的滑移界面及其荷载，从而得到该多层衬垫系统内部最薄弱界面的摩擦系数与荷载之间关系。3)揭示了多层衬垫系统界面摩擦系数随荷载增大而减少的规律。


附图是本发明的结构原理示意中1、刚性底座，2、斜坡坡角调节杆，3、挡板，4、刚性底板，5、多层衬 垫系统，6、加载板，7、激光测距仪，8、砝码，9、稳定杆，10、固定板。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。如附图所示，本发明包括刚性底座1、坡度调节机构、刚性底板4、多层衬垫系 统5、加载板6、激光测距仪7、砝码8、稳定杆9、固定板10和挡板3;刚性底座1 一端 上表面焊接挡板3，刚性底板4 一端顶在挡板3上，刚性底板4另一端下表面放置在安装 于刚性底座1另一端的坡度调节机构上，刚性底板4另一端上表面焊接固定板10，在刚 性底板4上表面设置多层衬垫系统5，多层衬垫5上层设置一块具有锥角的加载板6，加 载板6上有稳定杆9，稳定杆9上套有不同重量的砝码8，多层衬垫系统5下层与刚性底 板4上表面粘结，多层衬垫系统5上层与加载板6下表面粘结；安装在固定板10上的激 光测距仪7面向加载板6的一侧，激光测距仪7与读数仪连接。所述坡度调节机构为一组两个能调节坡角的斜坡坡角调节杆2叠成。所述加载板6的锥角根据实验需要设置，并更换一块具有不同斜角的加载板6， 加载板6锥角角度与斜坡坡角相等。刚性底座1和刚性底板4均采用钢板制成，刚性底座1是整个试验装置的基础， 刚性底板4是多层衬垫系统5的承载板，斜坡坡角调节杆2由钢条制成，用于支撑刚性底 板4及改变斜坡坡角，刚性底座1、刚性底板4、斜坡坡角调节杆2及挡板3构成稳定的 斜坡，激光测距仪7安装于固定板上，测试加载板6的位移，多层衬垫系统5内的各层材 料根据试验要求组成，放置于刚性底板4上，加载板6由钢板制成，为满足不同斜坡坡角 的要求，制成一批具有不同锥角的加载板6，每块加载板6上表面中心位置均焊接一根稳 定杆9，防止加载过高时砝码8倾倒，砝码8采用钢板特制，每个重20公斤，以满足高荷 载的要求，砝码8在加载板6上表面逐个安装。直至加载板沿多层衬垫系统某个薄弱界 面产生滑移。按照试验要求选择所需要的斜坡坡角调节杆2，将斜坡坡角调节杆2、刚性底板 4依次安装在刚性底座1上组成具有一定角度的斜坡，并保证刚性底板4右端紧靠挡板 3，激光测距仪系统7固定于挡板10，采用502胶水将多层衬垫系统5最下层材料粘结于 刚性底板4上，依次放置其他多层衬垫系统5材料，选择锥角角度与斜坡坡角相等的加载 板6，采用502胶水将加载板6与多层衬垫系统5最上层的材料粘结，开启激光测试系统 7,逐个增加砝码8，同时测试加载板6位移，直至加载板6沿多层衬垫系统5某个薄弱 界面产生滑移。在加载过程中读取激光测试系统7的读数，可得到位移与荷载之间的关 系。调整斜坡坡角调节杆2组成另一个不同坡角的斜坡，安装同样的多层衬垫系统5即 可方便地进行下一次试验，最终可以得到该多层衬垫系统5内部最薄弱界面的摩擦系数与荷载之间的关系。
上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明 的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保 护范围。
权利要求
1.一种多层衬垫系统逐级加载斜坡试验装置，其特征在于包括刚性底座(1)、坡度 调节机构、刚性底板(4)、多层衬垫系统(5)、加载板(6)、激光测距仪(7)、砝码(8)、 稳定杆(9)、固定板(10)和挡板(3)；在刚性底座(1) 一端上表面焊接挡板(3)，刚性底 板(4) 一端顶在挡板(3)上，刚性底板(4)另一端下表面放置在安装于刚性底座(1)另一 端的坡度调节机构上，刚性底板(4)另一端上表面焊接固定板(10)，在刚性底板(4)上 表面设置多层衬垫系统(5)，多层衬垫(5)上层设置一块具有锥角的加载板(6)，加载板 (6)上有稳定杆(9)，稳定杆(9)上套有不同重量的砝码(8)，多层衬垫系统(5)下层与刚 性底板(4)上表面粘结，多层衬垫系统(5)上层与加载板(6)下表面粘结；安装在固定板 (10)上的激光测距仪(7)面向加载板(6)的一侧，激光测距仪(7)与读数仪连接。
2.根据权利要求1所述的一种多层衬垫系统逐级加载斜坡试验装置，其特征在于 所述坡度调节机构为一组两个能调节坡角的斜坡坡角调节杆(2)叠成。
3.根据权利要求1所述的一种多层衬垫系统逐级加载斜坡试验装置，其特征在于 所述加载板(6)的锥角根据实验需要设置，并更换一块具有不同斜角的加载板(6)，加载 板(6)锥角角度与斜坡坡角相等。
全文摘要
本发明公开了一种用于多层衬垫系统逐级加载斜坡试验装置。在刚性底座一端上表面焊接挡板，刚性底板一端顶在挡板上，另一端下表面放置在安装于刚性底座另一端的坡度调节机构上，刚性底板另一端上表面焊接固定板，并在上表面依次设置多层衬垫系统和锥角的加载板，加载板上套有不同重量的砝码，多层衬垫系统下层与刚性底板上表面粘结，上层与加载板下表面粘结；安装在固定板上的激光测距仪与读数仪连接。本发明运用加载板具有不同角度的上下表面使得砝码能够竖向加载并达到200kPa及以上正应力；确定多层衬垫系统在不同坡角下的滑移界面及其荷载，得到内部最薄弱界面的摩擦系数与荷载之间关系；揭示界面摩擦系数随荷载增大而减少的规律。
文档编号G01N19/02GK102023129SQ201010514149
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者李育超, 林伟岸, 王顺玉, 詹良通, 陈云敏 申请人:浙江大学