一、用途及适用范围

STJY—5型土工合成材料直剪仪,主要用于各种土工合成材料的直剪摩擦的特性试验，包括土工布、土工膜、土工格栅等。本仪器采用了先进的变频无级调速力值和位移，均采用高传感器，显示清晰直观;程序上把剪应力直接转换为千帕，无需人工换算，法向力采用气动加荷，比手工挂陀提高了度，且气压系统为自动补偿，始终处于恒压状态。本机配有打印机接口，可选配L-300K针式打印机，能打印试验日期、剪应力、水平位移等数据和曲线图。可详细的分析试验过程中各阶段的数据变化过程。该仪器是目前国内较先进的土工合成材料检测试验仪器。是科研单位，施工单位和教学单位理想的试验设备。

二、技术参数和指标

1、电源电压：220V（50HZ±1%）

2、压力范围：10KN

3、剪力盒尺寸：150×150×50mm

4、位移行程：50mm

5、位移：0.1mm

6、剪应力：1KPa

7、法向力范围：600KPa

8、法向力：10KPa

9、无级调速：0.1-5mm/min

 

三. 仪表的 使用方法

使用前必须将仪器的地线接地，将仪器与主机连接好，检查无误后即可打开主机，若电压较低或电压不稳，应配交流净化电源或UPS或交流稳压器。

 

1.显示及输入键盘的使用说明：

显示共8位，分为两组，试验时上边四位显示压力，下边四位显示流值。

键盘共有九个，分别为“校时”、“试验”、“打印”、“+”、“-”、“确认”

“标定”、“清零”、“停止”、。

“+”====电机上升（实验过程中不可用）。

“-”====电机下降（实验过程中不可用）。

“停止”====电机停止（实验过程中不可用）。

“校时”====校准时钟用（实验过程中不可用）。

“标定”====标定仪器用（实验过程中不可用）。

“试验”====实验开始用。

“打印”====打印结果用（实验过程中不可用）。

2． 校时方法：

本仪器内有高时钟，增加了时间及日期的打印功能，时钟在出厂时一般都已调好不需用户再次调整。若出现打印时间不正确可用以下方法调整，按“校时”键此时上边窗口显示年份，下边窗口显示日期，然后按“停止”键此时下边窗口显示时间，按“打印”键对应数码管闪烁，按“+”，“-”键调整，调完一位后再按“打印”键下一位数码管闪烁，闪烁顺序为“年、月、日、时、分”，按“确认”键退出。

 

3.沥青混合料稳定度试验方法：

将仪器测控部分机械加载部分联接好，仪器通电15分钟后，将做好的试件放于加载头之间（无需预加压），检查无误后按“试验”键即可，仪器自动控制加载部分加载，试件受压变形情况通过显示器直接显示出来，直到试件受压破裂，停止加压，显示器上直接显示试件的压力和对应的流值，同时仪器自动控制加载部分下降至规定高度，方便更换试件。实验完成后请按“打印”键打印出测试曲线及实验结果。

 

注意：压力超量程时，仪器自动卸载，将加载部分下降至规定高度，当

压力超过30KN时，显示超量程99.99。

 

四．标定方法：

1. 输入密码及通道选择：

1.1 打开电源按“标定”键仪器进入标定状态。数码管上排显示[bd] ，下排显示0000位闪烁，输入密码3075后按“确认”键。

1.2 输入密码正确后数码管上排显示bdh1 ，下排显示0000第4位闪烁，输入1表示选择压力通道，输入2表示选择位移通道，输入完后按“确认”键。

2. 压力标定：

2.1在第1.2步输入1选择压力标定后按“确认”键，上排显示bdP- ，下排显示0001第4位闪烁输入分段标定段数如5段，7段按“确认”键。

2.2 数码管上排显示bdp-，下排显示压力ad转换值平稳加压到段按“确认”键，数码管上排显示bdp1 ，下排显示0000第1位闪烁，等待输入。输入此段对应力值（如5kn输入0500）后按确认键。下排显示压力ad转换值继续平稳加压到第二段按确认键，数码管上排显示bdp2 ，下排显示0000第1位闪烁输入此段对应力值后，按确认键重复以上操作直到所有的段都标定完。

3. 位移标定：

在第1.2步输入2选择位移标定后按“确认”键，数码管上排显示bdL1 ，将位移传感器伸缩杆推到道黄色刻记，按“清零”键，然后再将伸缩杆推到第二道黄色刻记按“确认”键，此时下排显示0000第1位闪烁，输入位移传感器伸缩杆的实际位移量（如1500 ）0.1MM后按“确认”键完成标定。

4．检查：

4.1 卸载使压力传感器在未加压状态，断开电源然后按住“标定”键打开电源此时数码管上排显示0000，下排显示0000

4.2 压力检查：按“清零”键，然后平稳加压查看压力值是否符合要求，如不符合要求应重新标定。

4.3 位移检查：将位移传感器伸缩杆推到道黄色刻记，按“清零”键，然后再将伸缩杆推到第二道黄色刻记查看位移值是否符合要求，如不符合要求应重新标定。

注：“+”键数值增加，“—”键数值减少，“打印”键移位

 

五. 常见故障及维护

1. 开机后或测试过程中出现死机，无显示或显示不正常等

情况这是由于电源质量不好引起的，可用以下方法解决。

（1）远离干扰源。

（2）关闭干扰器具，如大功率用电器或高频焊接机等。

（3）配交流净化电源或UPS、交流稳压器等。

2. 启动后，加载部分加载，试件受压变形，但压力窗口无数据变化。出现这种情况，应立即关机，停止加载部分加载，然后检查传感器插头是否有松动、断线或其他问题，如有问题不能解决，请与本厂联系。

3. 开机无显示，按各键无动作，加载部分也不动作，应关机后检查电源保险是否烧断，如烧断，应更换同规格的保险丝。保险位于电源插座的下部。

4． 如果试验正常但不能打印，请检查打印机是否处于联机状态，即打印机上的指示灯是否亮，如不亮，再按一下联机键“SEL”即可。

 

注意：检查各部分电源时，务必将仪器电源线拔下来或将仪器主电源关闭，非人员不得打开仪器外壳。

 

六、使用注意事项：

1. 做马歇尔稳定度试验时，加载部分必须由仪器控制，不得人工强制加载或人为启动电机加载，否则会发生过载而损坏仪器。

2. 若电网干扰较大，或电压不稳，应配净化电源、UPS或交流稳压器。

3. 电源线和加载部分控制线不能受力。

4. 仪器必须良好接地。

5. 仪器不要与大功率用电器共用一个电源插座。

6. 仪器应置于阴凉干燥处。

7. 仪器使用时应注意防止灰尘进入打印机或仪器内，不用时放入包装箱内。

8. 请不要私自打开仪器，不要私自维修，以免发生意外事故或加重仪器的损坏程度。

 法向力压力仪表及功能的使用方法：

1、在使用前首先根据试件的试验条件要求把压力表调整好，调节的方法是：上限压力的设定：表的玻璃蒙的中间有一个旋钮

可以调整压力上限，中间有一个带螺丝刀口的调节旋扭，用螺丝刀旋扭调节下限指针。把上限指针拨到试验规定的压力数的位置，下限指针拨到比上限小0.05MPa的位置，这样在工作时当压力达到要求时（上限值）自动停止加压。 当渗漏或透水使压力下降到一定数值时（下限值）气泵又自动起动补充压力。例如：试验压力要求0.3MPa，用螺丝刀将中间上限指针拨到表盘的0.3的位置，再用螺丝刀将中间下限指针拧到0.25的位置。

 

 

电源开关：按下电源开关，仪器接通电源，正时针稍微旋转即关掉电源。

频率调节旋钮：正时针旋转变频器红色指使窗内数字增大，即加大频率，加速系统进程加快，反之易然。频率与速率对照表中列出了一定频率与一定速率的对应关系，请参照使用。

放气阀：该阀为结束试验时为放掉法向力给定系统的气压，正时针旋转为放气，逆时针为关闭状态。

加压开关：该开关为给定法向力加荷载系统。

控制开关：“ON”位置为打开加压系统，“OFF”为关闭系统。

 14． 0． 1 　目的和适用范围

本方法适用于测定土与土工合成材料沿界面的摩擦特性。

14． 0． 2 　仪器和仪具

1 　应变控制式直接剪切仪，由剪切盒、垂直加荷系统、剪切传动装置、测力计和位移量测系统等组成，如图14.02所示。

2 　剪切盒：由上盒和下盒组成，盒的内壁平面尺寸不小于15cm ×15cm ，上、下盒的高度不宜小于L／ 3 （ L 为盒的内部边长）。

 3 　加荷系统：包括施加垂直荷载和水平荷载的系统。

（ 1） 施加垂直荷载可采用杠杆系统或采用其他能保证垂直荷载恒定的装置。

（ 2） 施加水平荷载可采用调速电动机装置或其他加荷装置。

4 　测力计和位移量测系统：

（ 1） 测力可采用拉力传感器量力环或其他测力装置。

（ 2） 测垂直位移和水平位移可采用百分表或位移计。

14． 0． 3 　试样

1 　试样制备

（ 1） 取样方法：按本规程3． 1 条原则取样。

（ 2） 试样数量：试样数量不少于5 块。

（ 3） 试样尺寸：裁剪试样宽度和实际长度视剪切盒尺寸与固定方式而定，必须有足够的长度保证试样的固定。对于有纺土工织物，裁剪试样宽度应大于要求尺寸10 m m ，再在两边拆去大约相同数量的纤维，使试样达到规定宽度。

2 　若下盒内填土，则将含水量符合要求的土料填入下盒，分层压密至规定的密实度，并且土面固结后不低于下盒顶面。

3 　将试样平放于土面，使其一端固定于受推力一端下盒侧壁。若下盒内放置刚性垫板，则将试样用粘结剂平贴在垫板顶面上，然后放入下盒。

4 　放置上盒，调整上、下盒缝隙，缝宽为1 ～1． 5 m m 加上试样的厚度，使上盒边框不与试样相接触；插入固定销钉，使上、下盒连为一体。

5 　将含水量符合要求的土料填入上盒，分层压密。在土面上放透水石及加压板。

14． 0． 4 　试验步骤

1 　将剪切盒对准施加垂直荷载的装置，依次装上垂直和水平位移量测装置，对试样施加一微量垂直荷载，使土样接触好，将垂直位移表读数调整为零。

2 　施加要求的垂直荷载，待土样固结。固结时间视土性及排水距离而定，对粒状土，固结时间应不小于15 min ；对粘性土，每1h 测计垂直变形，试样固结稳定的垂直变形值为每小时不大于0． 00025h （ h 为土样高度，m m）。

3 　启动施加水平荷载的装置。待水平位移百分表指针一转动便停机，调整百分表读数为零；拔出固定上、下盒的销钉。

4 　移动传动装置，施加水平荷载，剪切速率视土性和排水方式而定。宜采用剪切速率为0． 02 ～3 m m／ min ，每隔一定的时间测记水平荷载，直至剪损。

5 　试验进行至出现下列情况时方可结束：

（ 1） 如果水平荷载 （剪应力） 出现峰值，试验进行至获得稳定值 （残余强度）。

（ 2） 如果水平荷载 （剪应力） 始终随水平位移增大而增大，试验应进行至水平位移达20 m m 时方可停止。

6 　改变垂直荷载，重复本规程14． 0． 4 条1 ～5 各步骤，完成各级荷载下的试验。

一般可根据工程实际施加各级垂直荷载，要求在4 级不同垂直荷载下进行试验，其中的荷载 （压力） 应不小于设计荷载。一般情况下，垂直压力可采用100kPa、200kPa 、300kPa 、400kPa 。

14． 0． 5 　结果整理

1 按下式计算界面上的垂直应力σ和剪应力τ

 式中：P 、T — — —分别为垂直及水平荷载，kN      A — — —剪切盒面积，m 2

      σ — — —垂直应力，kPa；

      τ — — —剪应力，kPa。

2 　按下式计算界面上的摩擦系数f：

                   f＝ tanφ Gs＝τσ        （ 14． 0． 5 －3）

3 　以剪应力τ为纵坐标，剪切位移⑽ L 为横坐标，绘制τ－⑽ L 的关系曲线，如图14． 0． 5 －1 所示。

 4 　绘制τ －σ曲线，求取界面摩擦强度指标。

（ 1） 以垂直应力σ为横坐标，剪应力τ为纵坐标，将各试样的峰值剪应力 （如不出现峰值取水平位移⑽ L ＝20 m m 对应的剪应力） 绘制τ －σ关系线 （见图14． 0． 5 －2 ，取直线），其在纵轴上的截距为粘聚力c Gs，直线的倾角为摩擦角φ Gs。

本试验记录如表14． 0． 5 。

14． 0． 6 　

1 　说明试验情况，介绍试样情况和试样固定方式。

2 　对上、下盒内填料进行描述，说明下盒中是填土还是刚性垫块。

3 　给出τ －σ关系曲线图，τ －⑽ L 关系曲线图。

4 　给出试样与土之间的粘聚力cGs和摩擦角φ Gs及摩擦系数f。