一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于實驗儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及土工壓縮實驗裝置與土工剪切實驗裝置，具體涉及一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市人口的增長和工業(yè)化的不斷發(fā)展，城市生活垃圾不斷增加，生活垃圾的處理已經(jīng)到了刻不容緩的地步。對于生活垃圾的處理，國內(nèi)外主要有以下幾種方式:填埋、焚燒、生物降解等。其中，填埋技術(shù)在當(dāng)前城市發(fā)展中有著得天獨厚的優(yōu)勢。填埋法處理城市生活垃圾具有填埋容量大、經(jīng)濟消耗量少等優(yōu)點，因此國內(nèi)外采用填埋法處理城市生活垃圾有著廣泛應(yīng)用。填埋場的穩(wěn)定性主要與生活垃圾的強度指標(biāo)有關(guān)，而強度指標(biāo)和變形指標(biāo)密切相關(guān)，所以城市生活垃圾的強度與變形之間的相關(guān)研究是填埋場穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)。目前，還尚未出現(xiàn)針對填埋體中城市生活垃圾的壓縮與直剪相關(guān)關(guān)系進行研究的儀器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀，實現(xiàn)生活垃圾強度與變形相關(guān)特性的實驗室測定，填補現(xiàn)有儀器對城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系研究空缺。
[0004]本發(fā)明包括大型直剪盒裝置、加荷測力測位移裝置、起吊裝置和上封蓋。
[0005]所述的大型直剪盒裝置包括測試平臺和大型剪切盒；所述的大型剪切盒由實驗槽、上濾水石板、下濾水石板、上盒和下盒組成；所述測試平臺的兩端均固定有定位板，測試平臺底部鉸接有滑輪與內(nèi)軌道構(gòu)成滾動副；所述的實驗槽底部鉸接滑輪與測試平臺頂部構(gòu)成滾動副；實驗槽的中心為矩形槽，下濾水石板固定在矩形槽內(nèi)，下盒固定在下濾水石板上，且下盒的頂面低于實驗槽的頂面；所述的上盒置于下盒上；實驗槽的外側(cè)壁設(shè)有卡口 ；所述的上、下盒中心開設(shè)內(nèi)徑相等且同軸設(shè)置的圓形通孔；上濾水石板的外徑與上盒的圓形通孔孔徑相等；上盒與實驗槽的卡口相對側(cè)焊有限位塊，限位塊與測試平臺的定位板接觸。
[0006]所述的加荷測力測位移裝置包括剪切荷載裝置和壓縮荷載裝置；所述的壓縮荷載裝置尾部固定在鋼板上，鋼板固定在支座上；壓縮荷載裝置設(shè)有壓縮負(fù)荷傳感器和壓縮位移傳感器；所述的剪切荷載裝置固定在測試平臺的定位板上，剪切荷載裝置的移動剪切頭嵌入實驗槽的卡口內(nèi)；剪切荷載裝置設(shè)有與內(nèi)軌道平行的剪切負(fù)荷傳感器和剪切位移傳感器。
[0007]所述的起吊裝置包括手拉葫蘆和鋼架；所述鋼架的兩側(cè)框架底部均鉸接滑輪與外軌道構(gòu)成滾動副，鋼架頂部焊接一個開有掛孔的吊架；所述的手拉葫蘆掛在吊架的掛孔中。
[0008]所述上封蓋的外徑與上、下盒中心的圓形通孔孔徑相等；上封蓋頂部焊接有壓縮立柱和多個吊環(huán)。
[0009]所述測試平臺、實驗槽及上盒的限位塊的材料均為鋼。
[0010]所述的鋼板通過四根鋼柱固定在支座上。
[0011]所述壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部為球面；所述壓縮立柱的頂部開有球形槽，球形槽的內(nèi)徑與壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部球面直徑相等。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013]1、本發(fā)明可以實現(xiàn)城市生活垃圾的壓縮與直剪聯(lián)合測試；壓縮測試是利用壓縮荷載裝置在較大豎向應(yīng)力下對城市生活垃圾進行壓縮測量，切實模擬填埋場一定深度的生活垃圾的壓縮應(yīng)力狀態(tài)；直剪測試是利用剪切荷載裝置在一定位移范圍內(nèi)測試生活垃圾水平剪應(yīng)力。
[0014]2、本發(fā)明彌補了對填埋場中大深度范圍城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系研究空缺，為城市生活垃圾在變形過程中的強度測試提供了準(zhǔn)確、可靠的測試裝置。
[0015]3、本發(fā)明可應(yīng)用于工程實踐，也可應(yīng)用于其他特殊土實驗室實驗，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)立體圖；
[0017]圖2為本發(fā)明中大型直剪裝置的裝配立體圖；
[0018]圖3為本發(fā)明中大型直剪裝置的各個零件立體圖；
[0019]圖4為本發(fā)明中壓縮荷載裝置的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0020]圖5為本發(fā)明中剪切荷載裝置的加載示意圖；
[0021]圖6為本發(fā)明中上封蓋的結(jié)構(gòu)立體圖；
[0022]圖7為本發(fā)明中起吊裝置的結(jié)構(gòu)立體圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0024]如圖1所示，一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀，包括大型直剪盒裝置、加荷測力測位移裝置、起吊裝置和上封蓋3。
[0025]如圖1、2和3所示，大型直剪盒裝置包括測試平臺1-1和大型剪切盒；大型剪切盒由實驗槽1-2、上濾水石板、下濾水石板、上盒1-3和下盒1-4組成；測試平臺的兩端均固定有定位板，測試平臺底部鉸接有滑輪與內(nèi)軌道構(gòu)成滾動副；實驗槽底部鉸接滑輪與測試平臺1-1頂部構(gòu)成滾動副；實驗槽1-2的中心為矩形槽，下濾水石板固定在矩形槽內(nèi)，下盒1-4固定在下濾水石板上，且下盒1-4的頂面低于實驗槽的頂面；上盒1-3置于下盒1-4上；實驗槽1-2的外側(cè)壁設(shè)有卡口 ；上、下盒中心開設(shè)內(nèi)徑相等且同軸設(shè)置的圓形通孔；上濾水石板的外徑與上盒1-3的圓形通孔孔徑相等；上盒與實驗槽1-2的卡口相對側(cè)焊有限位塊，限位塊與測試平臺1-1的定位板接觸；測試平臺、實驗槽1-2及上盒的限位塊的材料均為鋼。
[0026]如圖1、4和5所示，加荷測力測位移裝置包括剪切荷載裝置4-1和壓縮荷載裝置4-2 ;壓縮荷載裝置4-2尾部固定在鋼板上，壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭頭部為球面；鋼板通過四根鋼柱固定在支座上；壓縮荷載裝置4-2設(shè)有壓縮負(fù)荷傳感器和壓縮位移傳感器5-2 ;剪切荷載裝置4-1固定在測試平臺的定位板上，剪切荷載裝置4-1的移動剪切頭嵌入實驗槽1-2的卡口內(nèi)；剪切荷載裝置4-1設(shè)有與內(nèi)軌道平行的剪切負(fù)荷傳感器和剪切位移傳感器5-1。
[0027]如圖1和7所示，起吊裝置包括手拉葫蘆2-1和鋼架2-2 ;鋼架2_2的兩側(cè)框架底部均鉸接滑輪與外軌道構(gòu)成滾動副，鋼架頂部焊接一個開有掛孔的吊架；手拉葫蘆掛在吊架的掛孔中。
[0028]如圖6所示，上封蓋3的外徑與上、下盒中心的圓形通孔孔徑相等；上封蓋3頂部焊接有壓縮立柱和四個吊環(huán)；壓縮立柱的頂部開有球形槽，球形槽的內(nèi)徑與壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭頭部球面直徑相等；四個吊環(huán)用于起吊。
[0029]該大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀，工作原理如下:
[0030]試驗開始時，先將測試平臺1-1沿內(nèi)軌道從壓縮荷載裝置4-2下方移出，將試樣放入上、下盒內(nèi)。填料完畢后，將上濾水石板放入上盒的圓形通孔內(nèi)，用手拉葫蘆2-1鉤住上封蓋3的吊環(huán)將上封蓋3吊起；沿外軌道移動鐵架2-2，上封蓋對準(zhǔn)上盒的圓形通孔后蓋下。待試樣固結(jié)之后，再將測試平臺1-1移回至壓縮荷載裝置4-2下方，使得壓縮立柱的球形槽對準(zhǔn)壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭，然后調(diào)節(jié)壓縮荷載裝置4-2的移動壓縮頭至壓縮立柱的球形槽內(nèi)。將剪切負(fù)荷傳感器、剪切位移傳感器5-1、壓縮負(fù)荷傳感器和壓縮位移傳感器5-2的讀數(shù)歸零，設(shè)置好剪切荷載裝置4-1和壓縮荷載裝置4-2的加荷速率以及剪切荷載裝置4-1的壓縮負(fù)荷值后，開始啟動壓縮荷載裝置4-2對上封蓋加設(shè)定的壓縮負(fù)荷值，按預(yù)定加載規(guī)則加載一定時間后，壓縮荷載裝置4-2停止不動，并啟動剪切荷載裝置
4-1加剪切荷載，剪切荷載裝置4-1的移動剪切頭推動測試平臺1-1及下盒1-4 ;實驗完畢，讀取剪切位移傳感器5-1、剪切負(fù)荷傳感器、壓縮負(fù)荷傳感器和壓縮位移傳感器5-2的記錄數(shù)據(jù)。將多個同樣的試樣在不同壓縮負(fù)荷值下進行試驗，得到生活垃圾試樣在不同壓縮負(fù)荷值下的剪切應(yīng)力、壓縮應(yīng)力、剪切變形和壓縮變形，并進一步得到剪應(yīng)力、壓應(yīng)力、剪切應(yīng)變和壓縮應(yīng)變之間的關(guān)系，從而實現(xiàn)大型城市生活垃圾的壓縮變形與強度的相關(guān)關(guān)系聯(lián)合測定。
【主權(quán)項】
1.一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀，包括大型直剪盒裝置、加荷測力測位移裝置、起吊裝置和上封蓋，其特征在于: 所述的大型直剪盒裝置包括測試平臺和大型剪切盒；所述的大型剪切盒由實驗槽、上濾水石板、下濾水石板、上盒和下盒組成；所述測試平臺的兩端均固定有定位板，測試平臺底部鉸接有滑輪與內(nèi)軌道構(gòu)成滾動副；所述的實驗槽底部鉸接滑輪與測試平臺頂部構(gòu)成滾動副；實驗槽的中心為矩形槽，下濾水石板固定在矩形槽內(nèi)，下盒固定在下濾水石板上，且下盒的頂面低于實驗槽的頂面；所述的上盒置于下盒上；實驗槽的外側(cè)壁設(shè)有卡口 ；所述的上、下盒中心開設(shè)內(nèi)徑相等且同軸設(shè)置的圓形通孔；上濾水石板的外徑與上盒的圓形通孔孔徑相等；上盒與實驗槽的卡口相對側(cè)焊有限位塊，限位塊與測試平臺的定位板接觸； 所述的加荷測力測位移裝置包括剪切荷載裝置和壓縮荷載裝置；所述的壓縮荷載裝置尾部固定在鋼板上，鋼板固定在支座上；壓縮荷載裝置設(shè)有壓縮負(fù)荷傳感器和壓縮位移傳感器；所述的剪切荷載裝置固定在測試平臺的定位板上，剪切荷載裝置的移動剪切頭嵌入實驗槽的卡口內(nèi)；剪切荷載裝置設(shè)有與內(nèi)軌道平行的剪切負(fù)荷傳感器和剪切位移傳感器； 所述的起吊裝置包括手拉葫蘆和鋼架；所述鋼架的兩側(cè)框架底部均鉸接滑輪與外軌道構(gòu)成滾動副，鋼架頂部焊接一個開有掛孔的吊架；所述的手拉葫蘆掛在吊架的掛孔中； 所述上封蓋的外徑與上、下盒中心的圓形通孔孔徑相等；上封蓋頂部焊接有壓縮立柱和多個吊環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀，其特征在于:所述測試平臺、實驗槽及上盒的限位塊的材料均為鋼。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀，其特征在于:所述的鋼板通過四根鋼柱固定在支座上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀，其特征在于:所述壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部為球面；所述壓縮立柱的頂部開有球形槽，球形槽的內(nèi)徑與壓縮荷載裝置的移動壓縮頭頭部球面直徑相等。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型城市生活垃圾的壓縮與直剪關(guān)系聯(lián)合測定儀。目前未有研究城市生活垃圾壓縮變形與強度相關(guān)關(guān)系的儀器。本發(fā)明的測試平臺鉸接有滑輪與內(nèi)軌道構(gòu)成滾動副；實驗槽鉸接有滑輪與測試平臺頂部構(gòu)成滾動副；下盒通過下濾水石板固定在實驗槽中心處的矩形槽內(nèi)，上盒置于下盒上；上盒焊有限位塊與測試平臺的定位板接觸；壓縮荷載裝置通過鋼板固定在支座上；剪切荷載裝置與測試平臺固定，其移動剪切頭嵌入實驗槽的卡口內(nèi)；壓縮荷載裝置和剪切荷載裝置均設(shè)有負(fù)荷傳感器和位移傳感器；鋼架底部鉸接有滑輪與外軌道構(gòu)成滾動副，頂部焊接吊架；手拉葫蘆掛在吊架上。本發(fā)明填補現(xiàn)有儀器對城市生活垃圾的壓縮變形與強度相關(guān)關(guān)系的研究空缺。
【IPC分類】G01N3/08, G01N3/24
【公開號】CN105181484
【申請?zhí)枴緾N201510679845
【發(fā)明人】張振營, 丁正坤, 章凌峰, 王櫻峰, 吳大志
【申請人】浙江理工大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月19日