【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及试验装置领域，尤其是涉及一种筋材拉拔试验装置及使用筋材拉拔试验装置的试验方法。
技术介绍
1、相关技术中，现有的筋材拉拔试验装置，只能够对单层筋材进行拉拔试验，拉拔系统只能在一个固定水平面上运动，不能进行多层筋材的拉拔试验，导致测试结果与实际工程中多层筋材的受力特征产生较大差距。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种筋材拉拔试验装置，能够对多层筋材进行变速、被动拉拔试验，以精确测量多层筋材的作用力学特性。
2、本专利技术进一步提出了一种使用筋材拉拔试验装置的试验方法。
3、根据本专利技术实施例的筋材拉拔试验装置，包括：第一安装座，第一安装座固设于安装基面；模型箱，模型箱固设于安装基面，模型箱限定出安装空间，安装空间的上端敞开以形成装配口，沿第一方向，模型箱具有相对的第一侧壁和第二侧壁，安装空间位于第一侧壁和第二侧壁之间，安装空间内设有多个第一夹具，多个第一夹具固设于第一侧壁且沿筋材拉拔试验装置的高度方向依次排布，第二侧壁具有多个插接通孔，多个插接通孔沿筋材拉拔试验装置的高度方向依次排布且与多个第一夹具一一对应，第一方向和筋材拉拔试验装置的高度方向垂直；第一驱动机构和模型盖，模型盖选择性地从装配口装配于安装空间，第一驱动机构位于模型盖上方且固设于第一安装座，第一驱动机构选择性地压抵模型盖；第二安装座和多个水平拉拔机构，第二安装座位于第二侧壁背离第一侧壁的一侧且固设于安装基面，
4、根据本专利技术实施例的筋材拉拔试验装置，通过在安装空间内设有多个第一夹具，多个第一夹具固设于第一侧壁且沿筋材拉拔试验装置的高度方向依次排布，第二侧壁具有多个插接通孔，多个插接通孔沿筋材拉拔试验装置的高度方向依次排布且与多个第一夹具一一对应，多个水平拉拔机构沿筋材拉拔试验装置的高度方向依次排布且设于第二安装座，每个水平拉拔机构选择性地沿筋材拉拔试验装置的高度方向移动，控制装置与第一驱动机构和水平拉拔机构均通信连接，通过多个水平拉拔机构对相应筋材进行拉拔，能够对多层筋材进行变速、被动拉拔试验，以精确测量多层筋材的作用力学特性，进而能够缩小试验结果与实际工程中多层筋材的受力特征之间的差距，提高筋材拉拔试验装置的试验准确性。
5、根据本专利技术的一些实施例中，沿第二方向，模型箱还具有相对的第三侧壁和第四侧壁，安装空间位于第三侧壁和第四侧壁之间，第三侧壁和第四侧壁中的至少一个设有观察窗，第一方向、第二方向和筋材拉拔试验装置的高度方向相互垂直。
6、根据本专利技术的一些实施例中，模型箱还具有安装框架，第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁中的至少一个可拆卸地设于安装框架。
7、根据本专利技术的一些实施例中，每个第一夹具均形成有夹持孔。
8、根据本专利技术的一些实施例中，每个插接通孔均设有密封件。
9、根据本专利技术的一些实施例中，第一驱动机构包括：安装架、作动器、伸缩柱和加载垫，安装架固设于第一安装座，作动器固设于安装架，伸缩柱位于作动器和加载垫之间，伸缩柱的上端与作动器连接，伸缩柱的下端与加载垫固定连接。
10、根据本专利技术的一些实施例中，第二安装座具有第二驱动机构，多个水平拉拔机构设于第二驱动机构，第二驱动机构择性地驱动水平拉拔机构沿筋材拉拔试验装置的高度方向移动，控制装置与第二驱动机构通信连接。
11、根据本专利技术的一些实施例中，每个水平拉拔机构均包括：驱动器、水平拉伸杆和第二夹具，驱动器设于第二驱动机构，第二夹具位于相应驱动器面向第二侧壁的一侧，水平拉伸杆为伸缩杆，水平拉伸杆连接在驱动器和第二夹具之间。
12、根据本专利技术的一些实施例中，第二夹具包括：第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部和水平拉伸杆固定连接，第一夹持部和第二夹持部沿筋材拉拔试验装置的高度方向排布，第二夹持部可拆卸地设于第一夹持部以选择性地夹持筋材。
13、根据本专利技术的一些实施例中，第一夹持部面向第二夹持部的表面形成有凸台和凹槽中的一个，第二夹持部面向第一夹持部的表面形成有凸台和凹槽中的另一个，凸台和凹槽相对。
14、根据本专利技术的一些实施例中，模型箱构造为矩形，模型箱的长度为l1,模型箱的宽度为l2,满足关系式：1.5l2≤l1≤2l2。
15、根据本专利技术的一些实施例中，沿第一方向，第一夹具的长度为l3,第一侧壁的厚度为l4,满足关系式：3l4≤l3≤4l4，插接通孔的长度为l5,第二侧壁的厚度为l6,满足关系式：3l6≤l5≤4l6。
16、根据本专利技术的一些实施例中，筋材拉拔试验装置还包括：数据检测机构，数据检测机构设于安装空间内且与控制装置通信连接，数据检测机构用于检测填料层和筋材相互作用的数据信息。
17、根据本专利技术实施例的使用筋材拉拔试验装置的试验方法，筋材拉拔试验装置为上述的筋材拉拔试验装置，试验方法包括：
18、在试验场地的安装基面安装筋材拉拔试验装置；
19、将多层填料层和多个筋材沿筋材拉拔试验装置的高度方向依次铺设于安装空间内，相邻两层填料层之间设置一个筋材，且安装空间的最上层和最下层均为填料层，且筋材穿设于相应插接通孔；
20、控制水平拉拔机构沿筋材拉拔试验装置的高度方向移动以使水平拉拔机构与相应筋材位于同一高度，且控制水平拉拔机构夹持相应筋材；
21、将模型盖从装配口装配于安装空间内最上层填料层上方；
22、控制第一驱动机构沿筋材拉拔试验装置的高度方向向模型盖施加压力，使第一驱动机构向模型盖施加压力达到目标压力；
23、控制水平拉拔机构按照预设拉拔力和预设移动速度拉拔相应筋材，以将相应筋材拔出安装空间；
24、获取相应筋材背离筋材拉拔试验装置的端部水平拉拔位移x1(m)以及靠近筋材拉拔试验装置的端部水平拉拔位移x2(m)，且获取水平拉拔机构施加在相应筋材上的水平拉力t(kn)，获取第一驱动机构向模型盖施加多个不同的压力p(kn)；
25、根据x2(m)、t(kn)和p(kn)确定相应筋材上的法向应力σ(kpa)、剪应力τ(kpa)、拉拔摩擦系数μ，且确定相应筋材上的摩擦强度参数黏聚力ci和摩擦角θi。
26、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种筋材拉拔试验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，沿第二方向，所述模型箱还具有相对的第三侧壁和第四侧壁，所述安装空间位于所述第三侧壁和所述第四侧壁之间，所述第三侧壁和所述第四侧壁中的至少一个设有观察窗，所述第一方向、所述第二方向和所述筋材拉拔试验装置的高度方向相互垂直。
3.根据权利要求2所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述模型箱还具有安装框架，所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第三侧壁和所述第四侧壁中的至少一个可拆卸地设于所述安装框架。
4.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，每个所述第一夹具均形成有夹持孔。
5.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，每个所述插接通孔均设有密封件。
6.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：安装架、作动器、伸缩柱和加载垫，所述安装架固设于所述第一安装座，所述作动器固设于所述安装架，所述伸缩柱位于所述作动器和所述加载垫之间，所述伸缩柱的上端与所述作动器连接，所述伸缩柱的下端与所
7.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述第二安装座具有第二驱动机构，多个所述水平拉拔机构设于所述第二驱动机构，所述第二驱动机构择性地驱动所述水平拉拔机构沿所述筋材拉拔试验装置的高度方向移动，所述控制装置与所述第二驱动机构通信连接。
8.根据权利要求7所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，每个所述水平拉拔机构均包括：驱动器、水平拉伸杆和第二夹具，所述驱动器设于所述第二驱动机构，所述第二夹具位于相应所述驱动器面向所述第二侧壁的一侧，所述水平拉伸杆为伸缩杆，所述水平拉伸杆连接在所述驱动器和所述第二夹具之间。
9.根据权利要求8所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述第二夹具包括：第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部和所述水平拉伸杆固定连接，所述第一夹持部和所述第二夹持部沿所述筋材拉拔试验装置的高度方向排布，所述第二夹持部可拆卸地设于所述第一夹持部以选择性地夹持筋材。
10.根据权利要求9所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述第一夹持部面向所述第二夹持部的表面形成有凸台和凹槽中的一个，所述第二夹持部面向所述第一夹持部的表面形成有所述凸台和所述凹槽中的另一个，所述凸台和所述凹槽相对。
11.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述模型箱构造为矩形，所述模型箱的长度为L1,所述模型箱的宽度为L2,满足关系式：1.5L2≤L1≤2L2。
12.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一夹具的长度为L3,所述第一侧壁的厚度为L4,满足关系式：3L4≤L3≤4L4，所述插接通孔的长度为L5,所述第二侧壁的厚度为L6,满足关系式：3L6≤L5≤4L6。
13.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，还包括：数据检测机构，所述数据检测机构设于所述安装空间内且与所述控制装置通信连接，所述数据检测机构用于检测填料层和筋材相互作用的数据信息。
14.一种使用筋材拉拔试验装置的试验方法，其特征在于，所述筋材拉拔试验装置为根据权利要求1-13中任一项所述的筋材拉拔试验装置，所述试验方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种筋材拉拔试验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，沿第二方向，所述模型箱还具有相对的第三侧壁和第四侧壁，所述安装空间位于所述第三侧壁和所述第四侧壁之间，所述第三侧壁和所述第四侧壁中的至少一个设有观察窗，所述第一方向、所述第二方向和所述筋材拉拔试验装置的高度方向相互垂直。
3.根据权利要求2所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述模型箱还具有安装框架，所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第三侧壁和所述第四侧壁中的至少一个可拆卸地设于所述安装框架。
4.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，每个所述第一夹具均形成有夹持孔。
5.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，每个所述插接通孔均设有密封件。
6.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：安装架、作动器、伸缩柱和加载垫，所述安装架固设于所述第一安装座，所述作动器固设于所述安装架，所述伸缩柱位于所述作动器和所述加载垫之间，所述伸缩柱的上端与所述作动器连接，所述伸缩柱的下端与所述加载垫固定连接。
7.根据权利要求1所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，所述第二安装座具有第二驱动机构，多个所述水平拉拔机构设于所述第二驱动机构，所述第二驱动机构择性地驱动所述水平拉拔机构沿所述筋材拉拔试验装置的高度方向移动，所述控制装置与所述第二驱动机构通信连接。
8.根据权利要求7所述的筋材拉拔试验装置，其特征在于，每个所述水平拉拔机构均包括：驱动器、水平拉伸杆和第二夹具，所述驱动器设于所述第二驱动机构，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑烨炜，赵福堂，贾亚飞，郭文灏，张军，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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