【技術實現步驟摘要】
多功能全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面剪切特性測試方法
[0001]本專利技術涉及巖土工程和地質工程試驗
，特別涉及一種多功能全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面剪切特性測試裝置和方法。
技術介紹
[0002]大量廢輪胎堆積不僅占用土地，還會污染自然環境，如何科學、經濟、高效地對廢舊輪胎進行回收利用是亟待解決的重大現實問題。同時考慮到廢舊輪胎具有良好的耐久性、環向抗拉性和胎面摩阻性等特點，廢舊輪胎已被應用于加固巖土邊坡、擋土墻、建筑基礎地基等加筋土工程中。筋
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土界面剪切力學行為是揭示加筋土工程的核心機理之一。
[0003]通常地，為最大限度發揮廢舊輪胎對巖土的加固效益，廢舊輪胎加筋土是將全尺寸輪胎整體埋入地下土層中。廢舊輪胎
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土的相互作用界面既有水平界面(輪胎側面，安裝輪轂所在方向的上下面)，也有豎直界面(輪胎胎面，使用時與地面接觸的面)，其中當輪胎埋在土里時兩個水平界面占廢舊輪胎
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土界面的絕大部分面積針對輪胎側面的剪切實驗研究具有重要意義。對于加筋土地基，尤其是廢舊輪胎加筋土建筑地基，在多向風荷載作用下，建筑物地基與地基土是一種環狀剪切，環剪過程中會引起土體與結構物接觸面土體顆粒的空間排列發生改變，土體產生壓縮并且影響上部結構的穩定性。然而，當前有關全尺寸廢舊輪胎側面
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巖土體環剪試驗儀器非常少，此外，現行的加筋土相關技術規范(如《公路土工合成材料應用技術規范(JTG/T D32
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【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種多功能全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面剪切特性測試方法，其特征是，采用同一種測試裝置進行全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面環剪試驗和全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面水平方向各向異性直剪試驗，所述測試裝置包括用于實現豎直方向荷載加載的豎直加載機構、用于實現扭矩荷載施加的扭矩荷載施加機構、X方向水平荷載加載機構、Y方向水平荷載加載機構、齒輪扭桿、試驗系統，所述試樣系統包括矩形剪切盒(17)、單側面輪胎(18)、空腔圓柱(19)、巖土體(20)、鋼柱(21)和螺栓(22)，所述矩形剪切盒(17)為有底空心盒，所述矩形剪切盒(17)的底板設有若干插銷孔(23)，所述單側面輪胎(18)包括一個輪胎側面和一個輪胎胎面，所述單側面輪胎(18)的輪胎胎面設有若干圓孔，所述空腔圓柱(19)的側面設有與單側面輪胎(18)的輪胎胎面的圓孔相對應的螺孔，所述單側面輪胎(18)和空腔圓柱(19)通過螺栓(22)穿過相應的圓孔和螺孔固定連接成整體；所述空腔圓柱(19)的上部通過鋼柱與齒輪扭桿的下部連接，所述巖土體(20)盛放于矩形剪切盒(17)內部；所述齒輪扭桿的上部與豎直加載機構連接，所述齒輪扭桿的中部連接扭矩荷載施加機構；所述水平荷載加載機構的輸出軸線作用在矩形剪切盒上，在兩組相互垂直的水平荷載加載機構的反方向均設置有弧形擋板，所述弧形擋板均通過伸縮鏈桿、滾珠絲輪實現與單側面輪胎的輪胎胎面的接觸限位；測試方法的具體步驟是：一、全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面環剪試驗步驟：S1，將矩形剪切盒(17)放置于水平地面上，準備一個完整的全尺寸廢舊輪胎并將其中的一個側面切除研制成單側面輪胎(18)，準備潤滑劑并將其均勻涂抹在矩形剪切盒(17)內部以及與齒輪扭桿(8)接觸的部件的接觸面上；S2，根據試驗工況確定巖土體(20)的類型、壓實度、含水率，稱取過量巖土體(20)材料；S3，將空腔圓柱(19)置入單側面輪胎(18)中，微調空腔圓柱(19)的位置保證單側面輪胎(18)頂面的圓孔與空腔圓柱(19)側面的螺孔對齊，采用螺栓(22)將單側面輪胎(18)和空腔圓柱(19)連接成整體；S4，確定矩形剪切盒(17)中的巖土體(20)層數，采用分層壓實方法將巖土體(20)由下至上分層填筑并夯實，每夯實一層則檢測該層的密度、含水率、顆粒比重這三項指標，若每層巖土體(20)的三項指標變化在設定閾值范圍內即認為矩形剪切盒(17)的巖土體(20)性質均勻，反之，則需調整后重新填筑并再次檢測，在進行最后一層夯實時，需對頂層巖土體(20)進行錯印滿夯至頂面平整，隨后用塑料布進行封裝，靜置24h；S5，將塑料布移除，將連接成整體的單側面輪胎(18)和空腔圓柱(19)放置于矩形剪切盒(17)的正上方，微調位置使得單側面輪胎(18)與巖土體(20)完整接觸，并且保證單側面輪胎(18)中心線與巖土體(20)中心線完全重疊；S6，將插銷(24)插入地面的定位孔，用推車或者叉車將試樣系統整體置于反力架(3)內，緩慢下放試樣系統使得插銷(24)的另一端插入矩形剪切盒(17)的插銷孔(23)內，實現環剪試驗過程中矩形剪切盒(17)保持不動；S7，鋼柱與空腔圓柱同軸連接成一體，將齒輪扭桿(8)插入鋼柱(21)頂部的沉槽中，啟
動豎直加載機構，使豎直加載機構的下端接觸齒輪扭桿(8)的頂部，采用應力控制方式施加預定上覆荷載，同時觀測豎向位移H，當豎向位移H保持不變時再進行下個步驟；S8，啟動扭矩荷載施加機構，扭矩荷載施加機構驅動齒輪扭桿轉動，進而帶動單側面輪胎轉動，采用恒定剪切速率方式或恒定功率方式施加扭力，通過齒輪扭桿(8)的轉動實現全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面環剪試驗，觀測剪切位移L的大小，當剪切位移L達到設定環剪閾值時停止試驗；S9，試驗結束后先將扭力卸載，隨后再將豎直加載機構施加的豎向應力卸載，取出齒輪扭桿(8)，移出試樣系統，拆除單側面輪胎(18)并清理巖土體(20)，完成全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面環剪試驗；二、全尺寸輪胎側面
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巖土體接觸面X方向水平直剪試驗步驟：A1，重復S1～S5；此時與X方向安裝的弧形擋板相接觸的單側面輪胎的輪胎胎面區域不用螺栓連接空腔圓柱，其余區域仍采用螺栓連接；A2，將滾珠軸排(31)置于地面并保證其位于豎直加載機構的正下方，用推車或者叉車將試樣系統整體置于裝置中心，緩慢下放試樣系統使得其坐于滾珠...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅世林，劉華亮，郭彩贇，蔣建清，雷鳴，匡希龍，張銳，彭旺虎，
申請(專利權)人：長沙學院，
類型：發明
國別省市：
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