废旧轮胎片体抗剪强度测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种废旧轮胎片体抗剪强度测试装置和方法，包括用于盛装试样的上部剪切箱和下部剪切箱，所述下部剪切箱设置于导轨上，所述上部剪切箱顶部设有对其施加竖向作用力的竖向力施加装置，所述下部剪切箱侧部设有对其施加横向作用力的横向力施加装置；所述上部剪切箱和竖向力施加装置之间设置第一压力检测元件，所述下部剪切箱和横向力施加装置之间设置第二压力检测元件，所述第一压力检测元件和第二压力检测元件均与数据采集系统通信。通过竖向力施加装置提供竖向作用力，通过横向力施加装置给试样提供剪切力，很方便的进行剪切试验，同时由压力监测元件和位移监测元件采集相关压力、位移数据，能更为准确的测出废旧轮胎片体的抗剪强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程领域，具体涉及一种废旧轮胎片体抗剪强度测试装置和方法。
技术介绍
汽车工业蓬勃发展的今天，废旧轮胎污染问题正越来越严重地威胁着人类生存的环境。作为最大轮胎生产国及消费国之一，我国每年报废轮胎数量达2.5亿之多。其传统处理方式诸如：焚烧、填埋、堆存、土法炼油等。这不仅造成了大量资源浪费，也带来了环境污染、消防安全、疾病传播等诸多问题。橡胶材料具有寿命长、重量轻、透水性强、防冻、抗震性能好等工程特性，近年来，很多研究人员将废旧轮胎片体运用到土木工程领域，该方法能够改善土体透水性，通过增大土体内摩擦角，提高抗剪强度；同时减轻了土体自重，使得路基不均匀沉降问题得到缓解。该片体作为挡墙回填土填料时，能显著减小静止、被动土压力，优化土体结构。此外，不同于现有的橡胶胶粉应用技术，对轮胎片体的直接土工利用更具有施工工艺简单，生产、维修成本低廉等优点，具备更为广阔的发展与应用前景，将废旧轮胎运用到土木工程领域也可减少环境污染、循环利用，发展绿色经济。目前没有直接对废旧轮胎片体的抗剪强度进行测试的装置或系统，无法对废旧轮胎片体的抗剪强度给出评价，无法将不同的废旧轮胎片体按需求应用到不同的状况中去，无法对废旧轮胎片体得到很好的利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种废旧轮胎片体抗剪强度测试装置，本装置是废旧轮胎片体大型直剪仪，能准确测出大尺寸废旧轮胎片体和混合砂、混凝土等材料的废旧轮胎片体混合物的抗剪强度。本专利技术还提供一种废旧轮胎片体抗剪强度测试方法，采用本方法，可以方便、快速、准确的测试出废旧轮胎片体的抗剪强度。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：废旧轮胎片体抗剪强度测试装置，包括用于盛装试样的上部剪切箱和下部剪切箱，所述下部剪切箱设置于导轨上，所述上部剪切箱顶部设有对其施加竖向作用力的竖向力施加装置，所述下部剪切箱侧部设有对其施加横向作用力的横向力施加装置；所述上部剪切箱和竖向力施加装置之间设置第一压力检测元件，所述下部剪切箱和横向力施加装置之间设置第二压力检测元件，所述第一压力检测元件和第二压力检测元件均与数据采集系统通信。将下部剪切箱设置于导轨上，在进行剪切试验时，横向力施加装置推动下部剪切箱，下部剪切箱沿导轨移动，竖向力施加装置对上部剪切箱施加竖向作用力，第一压力检测元件和第二压力检测元件分别采集竖向作用力和下部剪切箱横向的抵抗力，最终获得试样的抗剪强度。优选的，所述上部剪切箱顶部设置有承压板，所述竖向力施加装置放置于承压板上。竖向力施加装置通过承压板给上部剪切箱提供竖向作用力，避免竖向力施加装置直接给上部剪切箱施加力，而导致上部剪切箱受到的压力不均。所述下部剪切箱侧部与位移监测元件连接，位移监测元件与数据采集系统通信。位移监测元件监测采集下部剪切箱的水平位移量。所述上部剪切箱为下部开口的箱体结构，所述下部剪切箱为上部开口的箱体结构，所述上部剪切箱和下部剪切箱相对设置。上部剪切箱的下部开口和下部剪切箱的上部开口相对设置，构成整体剪切箱，在剪切试验时带动下部剪切箱移动，在上部剪切箱和下部剪切箱之间进行试样剪切。优选的，所述上部剪切箱和下部剪切箱的箱体均为钢材制成。保证上部剪切箱和下部剪切箱能够承受较大的水平和垂直荷载。进一步优选的，所述上部剪切箱和下部剪切箱的箱体外壁设置有胶合板。确保上部剪切箱和下部剪切箱的外壁不会发生扭曲。进一步优选的，所述上部剪切箱和下部剪切箱的箱体内壁嵌有塑料平板。可以减少上部剪切箱和下部剪切箱内的垂直摩擦。废旧轮胎片体抗剪强度测试方法，包括以下步骤：(1)将上部剪切箱和下部剪切箱对应设置，并固定下部剪切箱；(2)将被测试样分多次填满上部剪切箱和下部剪切箱，并分别压实；(3)用竖向力施加装置对上部剪切箱施加设定竖向作用力；(4)松开下部剪切箱，用横向力施加装置以恒定的设定速率移动下部剪切箱；(5)测试结束，释放竖向作用力，将下部剪切箱返回至初始位置，并取出被测试样。所述步骤(4)中，若出现实际竖向作用力值在设定竖向作用力值周围波动，则对横向力施加装置进行调整。所述测试方法还包括以下步骤：以多个设定竖向作用力，进行多次测试，获得每次测试的最大剪切强度并记录。本专利技术的有益效果为：本专利技术的测试装置通过竖向力施加装置提供竖向作用力，通过横向力施加装置给试样提供剪切力，很方便的进行剪切试验，同时由压力监测元件和位移监测元件采集相关压力、位移数据，能更为准确的测出废旧轮胎片体的抗剪强度。本专利技术测试装置剪切箱的强度高，能够承受较大的水平和垂直载荷，且其内壁垂直摩擦小，外壁不会发生扭曲，更大程度的保证测试装置的安全性，保证测试结果的准确性。本专利技术的测试方法，操作简单，同时可以自动监测采集相关数据，可以方便、准确的测试废旧轮胎片体的抗剪强度。附图说明图1为本专利技术实施例所提供的一种活塞销结构示意图；图中，1为上部剪切箱，2为下部剪切箱，3为承压板，4为导轨，5为竖向力施加装置，6为压力监测元件，7为位移监测元件，8为数据采集系统，9为横向力施加装置。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1所示，废旧轮胎片体抗剪强度测试装置，用于盛装试样的上部剪切箱1和下部剪切箱2，上部剪切箱1和下部剪切箱2的尺寸均为79cm宽，80cm长，61cm高。下部剪切箱2设置于导轨4上，上部剪切箱1顶部设有对其施加竖向作用力的竖向力施加装置5，下部剪切箱2侧部设有对其施加横向作用力的横向力施加装置9；上部剪切箱1和竖向力施加装置5之间设置压力检测元件6，测量垂直覆盖力；下部剪切箱2和横向力施加装置9之间设置压力检测元件6，测量剪切试验时的水平剪切抵抗力；压力检测元件6与数据采集系统8通信，能够在剪切试验中自动记录位移量，水平抗剪抵抗力和垂直覆盖力。本实施例中压力监测元件采用压力传感器，位移监测元件采用线性变量位移变压器，承压板采用混凝土承载板，竖向力施加装置和横向力施加装置均采用液压千斤顶。将下部剪切箱2设置于导轨4上，在进行剪切试验时，横向力施加装置9推动下部剪切箱2，下部剪切箱2沿导轨4能在水平方向平稳滑动，竖向力施加装置5对上部剪切箱1施加竖向作用力，压力检测元件6分别采集竖向作用力和下部剪切箱横向的抵抗力，最终获得试样的抗剪强度。上部剪切箱1顶部设置有承压板3，竖向力施加装置5放置于承压板3上。竖向力施加装置5通过承压板3给上部剪切箱1提供竖向作用力，避免竖向力施加装置5直接给上部剪切箱1施加力，而导致上部剪切箱1受到的压力不均。下部剪切箱2侧部与位移监测元件7连接，位移监测元件7与数据采集系统8通信。位移监测元件7监测采集下部剪切箱2的水平位移量。上部剪切箱1为下部开口的箱体结构，下部剪切箱2为上部开口的箱体结构，上部剪切箱1和下部剪切箱2相对设置。上部剪切箱1的下部开口和下部剪切箱2的上部开口相对设置，构成整体剪切箱，在剪切试验时带动下部剪切箱移动，在上部剪切箱1和下部剪切箱2之间进行试样剪切。上部剪切箱1和下部剪切箱2的箱体均为建筑钢材制成。保证上部剪切箱和下部剪切箱能够承受较大的水平和垂直荷载。上部剪切箱1和下部剪切箱2的箱体外壁设置有胶合板。可以采用2.54mm的胶合板，确保上部剪切箱和下部剪切箱的外壁不会发生扭曲。上部剪切箱1和下部剪本文档来自技高网...

【技术保护点】
废旧轮胎片体抗剪强度测试装置，其特征是，包括用于盛装试样的上部剪切箱和下部剪切箱，所述下部剪切箱设置于导轨上，所述上部剪切箱顶部设有对其施加竖向作用力的竖向力施加装置，所述下部剪切箱侧部设有对其施加横向作用力的横向力施加装置；所述上部剪切箱和竖向力施加装置之间设置第一压力检测元件，所述下部剪切箱和横向力施加装置之间设置第二压力检测元件，所述第一压力检测元件和第二压力检测元件均与数据采集系统通信。

【技术特征摘要】
1.废旧轮胎片体抗剪强度测试装置，其特征是，包括用于盛装试样的上部剪切箱和下部剪切箱，所述下部剪切箱设置于导轨上，所述上部剪切箱顶部设有对其施加竖向作用力的竖向力施加装置，所述下部剪切箱侧部设有对其施加横向作用力的横向力施加装置；所述上部剪切箱和竖向力施加装置之间设置第一压力检测元件，所述下部剪切箱和横向力施加装置之间设置第二压力检测元件，所述第一压力检测元件和第二压力检测元件均与数据采集系统通信。2.如权利要求1所述的测试装置，其特征是，所述上部剪切箱顶部设置有承压板，所述竖向力施加装置放置于承压板上。3.如权利要求1所述的测试装置，其特征是，所述下部剪切箱侧部与位移监测元件连接，位移监测元件与数据采集系统通信。4.如权利要求1所述的测试装置，其特征是，所述上部剪切箱为下部开口的箱体结构，所述下部剪切箱为上部开口的箱体结构，所述上部剪切箱和下部剪切箱相对设置。5.如权利要求1所述的测试装置，其特征是，所述上部剪切箱和下部剪切箱的箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔新壮，王磊，肖溟，张磊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37