一、用途及適用范圍

STJY—5型土工合成材料直剪儀,主要用于各種土工合成材料的直剪摩擦的特性試驗(yàn)，包括土工布、土工膜、土工格柵等。本儀器采用了*的變頻無級(jí)調(diào)速力值和位移，均采用高精度傳感器，顯示清晰直觀;程序上把剪應(yīng)力直接轉(zhuǎn)換為千帕，無需人工換算，法向力采用氣動(dòng)加荷，比手工掛陀提高了精確度，且氣壓系統(tǒng)為自動(dòng)補(bǔ)償，始終處于恒壓狀態(tài)。本機(jī)配有打印機(jī)接口，可選配L-300K針式打印機(jī)，能打印試驗(yàn)日期、剪應(yīng)力、水平位移等數(shù)據(jù)和曲線圖?？稍敿?xì)的分析試驗(yàn)過程中各階段的數(shù)據(jù)變化過程。該儀器是目前國內(nèi)較*的土工合成材料檢測試驗(yàn)儀器。是科研單位，施工單位和教學(xué)單位理想的試驗(yàn)設(shè)備。

二、技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)

1、電源電壓：220V（50HZ±1%）

2、壓力范圍：10KN

3、剪力盒尺寸：150×150×50mm

4、位移行程：50mm

5、位移精度：0.1mm

6、剪應(yīng)力精度：1KPa

7、法向力范圍：600KPa

8、法向力精度：10KPa

9、無級(jí)調(diào)速：0.1-5mm/min

三. 儀表的 使用方法

使用前必須將儀器的地線接地，將儀器與主機(jī)連接好，檢查無誤后即可打開主機(jī)，若電壓較低或電壓不穩(wěn)，應(yīng)配交流凈化電源或UPS或交流穩(wěn)壓器。

1.顯示及輸入鍵盤的使用說明：

顯示共8位，分為兩組，試驗(yàn)時(shí)上邊四位顯示壓力，下邊四位顯示流值。

鍵盤共有九個(gè)，分別為“校時(shí)”、“試驗(yàn)”、“打印”、“+”、“-”、“確認(rèn)”

“標(biāo)定”、“清零”、“停止”、。

“+”====電機(jī)上升（實(shí)驗(yàn)過程中不可用）。

“-”====電機(jī)下降（實(shí)驗(yàn)過程中不可用）。

“停止”====電機(jī)停止（實(shí)驗(yàn)過程中不可用）。

“校時(shí)”====校準(zhǔn)時(shí)鐘用（實(shí)驗(yàn)過程中不可用）。

“標(biāo)定”====標(biāo)定儀器用（實(shí)驗(yàn)過程中不可用）。

“試驗(yàn)”====實(shí)驗(yàn)開始用。

“打印”====打印結(jié)果用（實(shí)驗(yàn)過程中不可用）。

2． 校時(shí)方法：

本儀器內(nèi)有高精度時(shí)鐘，增加了時(shí)間及日期的打印功能，時(shí)鐘在出廠時(shí)一般都已調(diào)好不需用戶再次調(diào)整。若出現(xiàn)打印時(shí)間不正確可用以下方法調(diào)整，按“校時(shí)”鍵此時(shí)上邊窗口顯示年份，下邊窗口顯示日期，然后按“停止”鍵此時(shí)下邊窗口顯示時(shí)間，按“打印”鍵對(duì)應(yīng)數(shù)碼管閃爍，按“+”，“-”鍵調(diào)整，調(diào)完一位后再按“打印”鍵下一位數(shù)碼管閃爍，閃爍順序?yàn)?ldquo;年、月、日、時(shí)、分”，zui后按“確認(rèn)”鍵退出。

3.瀝青混合料穩(wěn)定度試驗(yàn)方法：

將儀器測控部分機(jī)械加載部分聯(lián)接好，儀器通電15分鐘后，將做好的試件放于加載頭之間（無需預(yù)加壓），檢查無誤后按“試驗(yàn)”鍵即可，儀器自動(dòng)控制加載部分加載，試件受壓變形情況通過顯示器直接顯示出來，直到試件受壓破裂，停止加壓，顯示器上直接顯示試件的zui大壓力和對(duì)應(yīng)的流值，同時(shí)儀器自動(dòng)控制加載部分下降至規(guī)定高度，方便更換試件。實(shí)驗(yàn)完成后請(qǐng)按“打印”鍵打印出測試曲線及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

注意：壓力超量程時(shí)，儀器自動(dòng)卸載，將加載部分下降至規(guī)定高度，當(dāng)

壓力超過30KN時(shí)，顯示超量程99.99。

四．標(biāo)定方法：

1. 輸入密碼及通道選擇：

1.1 打開電源按“標(biāo)定”鍵儀器進(jìn)入標(biāo)定狀態(tài)。數(shù)碼管上排顯示[bd] ，下排顯示0000*位閃爍，輸入密碼3075后按“確認(rèn)”鍵。

1.2 輸入密碼正確后數(shù)碼管上排顯示bdh1 ，下排顯示0000第4位閃爍，輸入1表示選擇壓力通道，輸入2表示選擇位移通道，輸入完后按“確認(rèn)”鍵。

2. 壓力標(biāo)定：

2.1在第1.2步輸入1選擇壓力標(biāo)定后按“確認(rèn)”鍵，上排顯示bdP- ，下排顯示0001第4位閃爍輸入分段標(biāo)定段數(shù)如5段，7段按“確認(rèn)”鍵。

2.2 數(shù)碼管上排顯示bdp-，下排顯示壓力ad轉(zhuǎn)換值平穩(wěn)加壓到*段按“確認(rèn)”鍵，數(shù)碼管上排顯示bdp1 ，下排顯示0000第1位閃爍，等待輸入。輸入此段對(duì)應(yīng)力值（如5kn輸入0500）后按確認(rèn)鍵。下排顯示壓力ad轉(zhuǎn)換值繼續(xù)平穩(wěn)加壓到第二段按確認(rèn)鍵，數(shù)碼管上排顯示bdp2 ，下排顯示0000第1位閃爍輸入此段對(duì)應(yīng)力值后，按確認(rèn)鍵重復(fù)以上操作直到所有的段都標(biāo)定完。

3. 位移標(biāo)定：

在第1.2步輸入2選擇位移標(biāo)定后按“確認(rèn)”鍵，數(shù)碼管上排顯示bdL1 ，將位移傳感器伸縮桿推到*道黃色刻記，按“清零”鍵，然后再將伸縮桿推到第二道黃色刻記按“確認(rèn)”鍵，此時(shí)下排顯示0000第1位閃爍，輸入位移傳感器伸縮桿的實(shí)際位移量（如1500 ）0.1MM后按“確認(rèn)”鍵完成標(biāo)定。

4．精度檢查：

4.1 卸載使壓力傳感器在未加壓狀態(tài)，斷開電源然后按住“標(biāo)定”鍵打開電源此時(shí)數(shù)碼管上排顯示0000，下排顯示0000

4.2 壓力精度檢查：按“清零”鍵，然后平穩(wěn)加壓查看壓力值是否符合要求，如不符合要求應(yīng)重新標(biāo)定。

4.3 位移精度檢查：將位移傳感器伸縮桿推到*道黃色刻記，按“清零”鍵，然后再將伸縮桿推到第二道黃色刻記查看位移值是否符合要求，如不符合要求應(yīng)重新標(biāo)定。

注：“+”鍵數(shù)值增加，“—”鍵數(shù)值減少，“打印”鍵移位

五. 常見故障及維護(hù)

1. 開機(jī)后或測試過程中出現(xiàn)死機(jī)，無顯示或顯示不正常等

情況這是由于電源質(zhì)量不好引起的，可用以下方法解決。

（1）遠(yuǎn)離干擾源。

（2）關(guān)閉具，如大功率用電器或高頻焊接機(jī)等。

（3）配交流凈化電源或UPS、交流穩(wěn)壓器等。

2. 啟動(dòng)后，加載部分加載，試件受壓變形，但壓力窗口無數(shù)據(jù)變化。出現(xiàn)這種情況，應(yīng)立即關(guān)機(jī)，停止加載部分加載，然后檢查傳感器插頭是否有松動(dòng)、斷線或其他問題，如有問題不能解決，請(qǐng)與本廠。

3. 開機(jī)無顯示，按各鍵無動(dòng)作，加載部分也不動(dòng)作，應(yīng)關(guān)機(jī)后檢查電源保險(xiǎn)是否燒斷，如燒斷，應(yīng)更換同規(guī)格的保險(xiǎn)絲。保險(xiǎn)位于電源插座的下部。

4． 如果試驗(yàn)正常但不能打印，請(qǐng)檢查打印機(jī)是否處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)，即打印機(jī)上的指示燈是否亮，如不亮，再按一下聯(lián)機(jī)鍵“SEL”即可。

注意：檢查各部分電源時(shí)，務(wù)必將儀器電源線拔下來或?qū)x器主電源關(guān)閉，非專業(yè)人員不得打開儀器外殼。

六、使用注意事項(xiàng)：

1. 做馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)時(shí)，加載部分必須由儀器控制，不得人工強(qiáng)制加載或人為啟動(dòng)電機(jī)加載，否則會(huì)發(fā)生過載而損壞儀器。

2. 若電網(wǎng)干擾較大，或電壓不穩(wěn)，應(yīng)配凈化電源、UPS或交流穩(wěn)壓器。

3. 電源線和加載部分控制線不能受力。

4. 儀器必須良好接地。

5. 儀器不要與大功率用電器共用一個(gè)電源插座。

6. 儀器應(yīng)置于陰涼干燥處。

7. 儀器使用時(shí)應(yīng)注意防止灰塵進(jìn)入打印機(jī)或儀器內(nèi)，不用時(shí)放入包裝箱內(nèi)。

8. 請(qǐng)不要私自打開儀器，不要私自維修，以免發(fā)生意外事故或加重儀器的損壞程度。

法向力壓力儀表及功能的使用方法：

1、在使用前首先根據(jù)試件的試驗(yàn)條件要求把壓力表調(diào)整好，調(diào)節(jié)的方法是：上限壓力的設(shè)定：表的玻璃蒙的中間有一個(gè)旋鈕

可以調(diào)整壓力上限，中間有一個(gè)帶螺絲刀口的調(diào)節(jié)旋扭，用螺絲刀旋扭調(diào)節(jié)下限指針。把上限指針撥到試驗(yàn)規(guī)定的壓力數(shù)的位置，下限指針撥到比上限小0.05MPa的位置，這樣在工作時(shí)當(dāng)壓力達(dá)到要求時(shí)（上限值）自動(dòng)停止加壓。 當(dāng)滲漏或透水使壓力下降到一定數(shù)值時(shí)（下限值）氣泵又自動(dòng)起動(dòng)補(bǔ)充壓力。例如：試驗(yàn)壓力要求0.3MPa，用螺絲刀將中間上限指針撥到表盤的0.3的位置，再用螺絲刀將中間下限指針擰到0.25的位置。

電源開關(guān)：按下電源開關(guān)，儀器接通電源，正時(shí)針稍微旋轉(zhuǎn)即關(guān)掉電源。

頻率調(diào)節(jié)旋鈕：正時(shí)針旋轉(zhuǎn)變頻器紅色指使窗內(nèi)數(shù)字增大，即加大頻率，加速系統(tǒng)進(jìn)程加快，反之易然。頻率與速率對(duì)照表中列出了一定頻率與一定速率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，請(qǐng)參照使用。

放氣閥：該閥為結(jié)束試驗(yàn)時(shí)為放掉法向力給定系統(tǒng)的氣壓，正時(shí)針旋轉(zhuǎn)為放氣，逆時(shí)針為關(guān)閉狀態(tài)。

加壓開關(guān)：該開關(guān)為給定法向力加荷載系統(tǒng)。

控制開關(guān)：“ON”位置為打開加壓系統(tǒng)，“OFF”為關(guān)閉系統(tǒng)。

14． 0． 1 　目的和適用范圍

本方法適用于測定土與土工合成材料沿界面的摩擦特性。

14． 0． 2 　儀器和儀具

1 　應(yīng)變控制式直接剪切儀，由剪切盒、垂直加荷系統(tǒng)、剪切傳動(dòng)裝置、測力計(jì)和位移量測系統(tǒng)等組成，如圖14.02所示。

2 　剪切盒：由上盒和下盒組成，盒的內(nèi)壁平面尺寸不小于15cm ×15cm ，上、下盒的高度不宜小于L／ 3 （ L 為盒的內(nèi)部邊長）。

3 　加荷系統(tǒng)：包括施加垂直荷載和水平荷載的系統(tǒng)。

（ 1） 施加垂直荷載可采用杠桿系統(tǒng)或采用其他能保證垂直荷載恒定的裝置。

（ 2） 施加水平荷載可采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)裝置或其他加荷裝置。

4 　測力計(jì)和位移量測系統(tǒng)：

（ 1） 測力可采用拉力傳感器量力環(huán)或其他測力裝置。

（ 2） 測垂直位移和水平位移可采用百分表或位移計(jì)。

14． 0． 3 　試樣

1 　試樣制備

（ 1） 取樣方法：按本規(guī)程3． 1 條原則取樣。

（ 2） 試樣數(shù)量：試樣數(shù)量不少于5 塊。

（ 3） 試樣尺寸：裁剪試樣寬度和實(shí)際長度視剪切盒尺寸與固定方式而定，必須有足夠的長度保證試樣的固定。對(duì)于有紡?fù)凉た椢?，裁剪試樣寬度?yīng)大于要求尺寸10 m m ，再在兩邊拆去大約相同數(shù)量的纖維，使試樣達(dá)到規(guī)定寬度。

2 　若下盒內(nèi)填土，則將含水量符合要求的土料填入下盒，分層壓密至規(guī)定的密實(shí)度，并且土面固結(jié)后不低于下盒頂面。

3 　將試樣平放于土面，使其一端固定于受推力一端下盒側(cè)壁。若下盒內(nèi)放置剛性墊板，則將試樣用粘結(jié)劑平貼在墊板頂面上，然后放入下盒。

4 　放置上盒，調(diào)整上、下盒縫隙，縫寬為1 ～1． 5 m m 加上試樣的厚度，使上盒邊框不與試樣相接觸；插入固定銷釘，使上、下盒連為一體。

5 　將含水量符合要求的土料填入上盒，分層壓密。在土面上放透水石及加壓板。

14． 0． 4 　試驗(yàn)步驟

1 　將剪切盒對(duì)準(zhǔn)施加垂直荷載的裝置，依次裝上垂直和水平位移量測裝置，對(duì)試樣施加一微量垂直荷載，使土樣接觸好，將垂直位移表讀數(shù)調(diào)整為零。

2 　施加要求的垂直荷載，待土樣固結(jié)。固結(jié)時(shí)間視土性及排水距離而定，對(duì)粒狀土，固結(jié)時(shí)間應(yīng)不小于15 min ；對(duì)粘性土，每1h 測計(jì)垂直變形一次，試樣固結(jié)穩(wěn)定的垂直變形值為每小時(shí)不大于0． 00025h （ h 為土樣高度，m m）。

3 　啟動(dòng)施加水平荷載的裝置。待水平位移百分表指針一轉(zhuǎn)動(dòng)便停機(jī)，調(diào)整百分表讀數(shù)為零；拔出固定上、下盒的銷釘。

4 　移動(dòng)傳動(dòng)裝置，施加水平荷載，剪切速率視土性和排水方式而定。宜采用剪切速率為0． 02 ～3 m m／ min ，每隔一定的時(shí)間測記水平荷載一次，直至剪損。

5 　試驗(yàn)進(jìn)行至出現(xiàn)下列情況時(shí)方可結(jié)束：

（ 1） 如果水平荷載 （剪應(yīng)力） 出現(xiàn)峰值，試驗(yàn)進(jìn)行至獲得穩(wěn)定值 （殘余強(qiáng)度）。

（ 2） 如果水平荷載 （剪應(yīng)力） 始終隨水平位移增大而增大，試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行至水平位移達(dá)20 m m 時(shí)方可停止。

6 　改變垂直荷載，重復(fù)本規(guī)程14． 0． 4 條1 ～5 各步驟，完成各級(jí)荷載下的試驗(yàn)。

一般可根據(jù)工程實(shí)際施加各級(jí)垂直荷載，要求在4 級(jí)不同垂直荷載下進(jìn)行試驗(yàn)，其中zui大的一級(jí)荷載 （壓力） 應(yīng)不小于設(shè)計(jì)荷載。一般情況下，垂直壓力可采用100kPa、200kPa 、300kPa 、400kPa 。

14． 0． 5 　結(jié)果整理

1 按下式計(jì)算界面上的垂直應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ

式中：P 、T — — —分別為垂直及水平荷載，kN ；

      A — — —剪切盒面積，m 2

      σ — — —垂直應(yīng)力，kPa；

      τ — — —剪應(yīng)力，kPa。

2 　按下式計(jì)算界面上的摩擦系數(shù)f：

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

3 　以剪應(yīng)力τ為縱坐標(biāo)，剪切位移⑽ L 為橫坐標(biāo)，繪制τ－⑽ L 的關(guān)系曲線，如圖14． 0． 5 －1 所示。

4 　繪制τ －σ曲線，求取界面摩擦強(qiáng)度指標(biāo)。

（ 1） 以垂直應(yīng)力σ為橫坐標(biāo)，剪應(yīng)力τ為縱坐標(biāo)，將各試樣的峰值剪應(yīng)力 （如不出現(xiàn)峰值取水平位移⑽ L ＝20 m m 對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)力） 繪制τ －σ關(guān)系線 （見圖14． 0． 5 －2 ，取直線），其在縱軸上的截距為粘聚力c Gs，直線的傾角為摩擦角φ Gs。

本試驗(yàn)記錄如表14． 0． 5 。

14． 0． 6 　報(bào)告

1 　說明試驗(yàn)情況，介紹試樣情況和試樣固定方式。

2 　對(duì)上、下盒內(nèi)填料進(jìn)行描述，說明下盒中是填土還是剛性墊塊。

3 　給出τ －σ關(guān)系曲線圖，τ －⑽ L 關(guān)系曲線圖。

4 　給出試樣與土之間的粘聚力cGs和摩擦角φ Gs及摩擦系數(shù)f。