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，包括土工布、土工膜、土工格柵等。本儀器采用了*的變頻無級調速力值和位移，均采用高精度傳感器，顯示清晰直觀;程序上把剪應力直接轉換為千帕，無需人工換算，法向力采用氣動加荷，比手工掛陀提高了精確度，且氣壓系統為自動補償，始終處于恒壓狀態。本機配有打印機接口，可選配L-300K針式打印機，能打印試驗日期、剪應力、水平位移等數據和曲線圖。可詳細的分析試驗過程中各階段的數據變化過程。該儀器是目前國內較*的土工合成材料檢測試驗儀器。是科研單位，施工單位和教學單位理想的試驗設備。

二、技術參數和指標

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、剪應力精度：1KPa

7、法向力范圍：600KPa

8、法向力精度：10KPa

9、無級調速：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，將儀器與主機連接好，檢查無誤后即可打開主機，若電壓較低或電壓不穩，應配交流凈化電源或UPS或交流穩壓器。

1.顯示及輸入鍵盤的使用說明：

顯示共8位，分為兩組，試驗時上邊四位顯示壓力，下邊四位顯示流值。

鍵盤共有九個，分別為“校時”、“試驗”、“打印”、“+”、“-”、“確認”

“標定”、“清零”、“停止”、。

“+”====電機上升（實驗過程中不可用）。

“-”====電機下降（實驗過程中不可用）。

“停止”====電機停止（實驗過程中不可用）。

“校時”====校準時鐘用（實驗過程中不可用）。

“標定”====標定儀器用（實驗過程中不可用）。

“試驗”====實驗開始用。

“打印”====打印結果用（實驗過程中不可用）。

2． 校時方法：

本儀器內有高精度時鐘，增加了時間及日期的打印功能，時鐘在出廠時一般都已調好不需用戶再次調整。若出現打印時間不正確可用以下方法調整，按“校時”鍵此時上邊窗口顯示年份，下邊窗口顯示日期，然后按“停止”鍵此時下邊窗口顯示時間，按“打印”鍵對應數碼管閃爍，按“+”，“-”鍵調整，調完一位后再按“打印”鍵下一位數碼管閃爍，閃爍順序為“年、月、日、時、分”，zui后按“確認”鍵退出。

3.瀝青混合料穩定度試驗方法：

將儀器測控部分機械加載部分聯接好，儀器通電15分鐘后，將做好的試件放于加載頭之間（無需預加壓），檢查無誤后按“試驗”鍵即可，儀器自動控制加載部分加載，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大壓力和對應的流值，同時儀器自動控制加載部分下降至規定高度，方便更換試件。實驗完成后請按“打印”鍵打印出測試曲線及實驗結果。

注意：壓力超量程時，儀器自動卸載，將加載部分下降至規定高度，當

壓力超過30KN時，顯示超量程99.99。

四．標定方法：

1. 輸入密碼及通道選擇：

1.1 打開電源按“標定”鍵儀器進入標定狀態。數碼管上排顯示[bd] ，下排顯示0000*位閃爍，輸入密碼3075后按“確認”鍵。

1.2 輸入密碼正確后數碼管上排顯示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”鍵。

2. 壓力標定：

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

2.2 數碼管上排顯示bdp-，下排顯示壓力ad轉換值平穩加壓到*段按“確認”鍵，數碼管上排顯示bdp1 ，下排顯示0000第1位閃爍，等待輸入。輸入此段對應力值（如5kn輸入0500）后按確認鍵。下排顯示壓力ad轉換值繼續平穩加壓到第二段按確認鍵，數碼管上排顯示bdp2 ，下排顯示0000第1位閃爍輸入此段對應力值后，按確認鍵重復以上操作直到所有的段都標定完。

3. 位移標定：

在第1.2步輸入2選擇位移標定后按“確認”鍵，數碼管上排顯示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”鍵，此時下排顯示0000第1位閃爍，輸入位移傳感器伸縮桿的實際位移量（如1500 ）0.1MM后按“確認”鍵完成標定。

4．精度檢查：

4.1 卸載使壓力傳感器在未加壓狀態，斷開電源然后按住“標定”鍵打開電源此時數碼管上排顯示0000，下排顯示0000

4.2 壓力精度檢查：按“清零”鍵，然后平穩加壓查看壓力值是否符合要求，如不符合要求應重新標定。

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，如不符合要求應重新標定。

注：“+”鍵數值增加，“—”鍵數值減少，“打印”鍵移位

五. 常見故障及維護

1. 開機后或測試過程中出現死機，無顯示或顯示不正常等

情況這是由于電源質量不好引起的，可用以下方法解決。

（1）遠離干擾源。

（2）關閉具，如大功率用電器或高頻焊接機等。

（3）配交流凈化電源或UPS、交流穩壓器等。

2. 啟動后，加載部分加載，試件受壓變形，但壓力窗口無數據變化。出現這種情況，應立即關機，停止加載部分加載，然后檢查傳感器插頭是否有松動、斷線或其他問題，如有問題不能解決，請與本廠。

3. 開機無顯示，按各鍵無動作，加載部分也不動作，應關機后檢查電源保險是否燒斷，如燒斷，應更換同規格的保險絲。保險位于電源插座的下部。

4． 如果試驗正常但不能打印，請檢查打印機是否處于聯機狀態，即打印機上的指示燈是否亮，如不亮，再按一下聯機鍵“SEL”即可。

注意：檢查各部分電源時，務必將儀器電源線拔下來或將儀器主電源關閉，非專業人員不得打開儀器外殼。

六、使用注意事項：

1. 做馬歇爾穩定度試驗時，加載部分必須由儀器控制，不得人工強制加載或人為啟動電機加載，否則會發生過載而損壞儀器。

2. 若電網干擾較大，或電壓不穩，應配凈化電源、UPS或交流穩壓器。

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電源插座。

6. 儀器應置于陰涼干燥處。

7. 儀器使用時應注意防止灰塵進入打印機或儀器內，不用時放入包裝箱內。

8. 請不要私自打開儀器，不要私自維修，以免發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、在使用前首先根據試件的試驗條件要求把壓力表調整好，調節的方法是：上限壓力的設定：表的玻璃蒙的中間有一個旋鈕

可以調整壓力上限，中間有一個帶螺絲刀口的調節旋扭，用螺絲刀旋扭調節下限指針。把上限指針撥到試驗規定的壓力數的位置，下限指針撥到比上限小0.05MPa的位置，這樣在工作時當壓力達到要求時（上限值）自動停止加壓。 當滲漏或透水使壓力下降到一定數值時（下限值）氣泵又自動起動補充壓力。例如：試驗壓力要求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：按下電源開關，儀器接通電源，正時針稍微旋轉即關掉電源。

頻率調節旋鈕：正時針旋轉變頻器紅色指使窗內數字增大，即加大頻率，加速系統進程加快，反之易然。頻率與速率對照表中列出了一定頻率與一定速率的對應關系，請參照使用。

放氣閥：該閥為結束試驗時為放掉法向力給定系統的氣壓，正時針旋轉為放氣，逆時針為關閉狀態。

加壓開關：該開關為給定法向力加荷載系統。

控制開關：“ON”位置為打開加壓系統，“OFF”為關閉系統。

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 　應變控制式直接剪切儀，由剪切盒、垂直加荷系統、剪切傳動裝置、測力計和位移量測系統等組成，如圖14.02所示。

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

3 　加荷系統：包括施加垂直荷載和水平荷載的系統。

（ 1） 施加垂直荷載可采用杠桿系統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速電動機裝置或其他加荷裝置。

4 　測力計和位移量測系統：

（ 1） 測力可采用拉力傳感器量力環或其他測力裝置。

（ 2） 測垂直位移和水平位移可采用百分表或位移計。

14． 0． 3 　試樣

1 　試樣制備

（ 1） 取樣方法：按本規程3． 1 條原則取樣。

（ 2） 試樣數量：試樣數量不少于5 塊。

（ 3） 試樣尺寸：裁剪試樣寬度和實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。對于有紡土工織物，裁剪試樣寬度應大于要求尺寸10 m m ，再在兩邊拆去大約相同數量的纖維，使試樣達到規定寬度。

2 　若下盒內填土，則將含水量符合要求的土料填入下盒，分層壓密至規定的密實度，并且土面固結后不低于下盒頂面。

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

4 　放置上盒，調整上、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 　試驗步驟

1 　將剪切盒對準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，將垂直位移表讀數調整為零。

2 　施加要求的垂直荷載，待土樣固結。固結時間視土性及排水距離而定，對粒狀土，固結時間應不小于15 min ；對粘性土，每1h 測計垂直變形一次，試樣固結穩定的垂直變形值為每小時不大于0． 00025h （ h 為土樣高度，m m）。

3 　啟動施加水平荷載的裝置。待水平位移百分表指針一轉動便停機，調整百分表讀數為零；拔出固定上、下盒的銷釘。

4 　移動傳動裝置，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 ，每隔一定的時間測記水平荷載一次，直至剪損。

5 　試驗進行至出現下列情況時方可結束：

（ 1） 如果水平荷載 （剪應力） 出現峰值，試驗進行至獲得穩定值 （殘余強度）。

（ 2） 如果水平荷載 （剪應力） 始終隨水平位移增大而增大，試驗應進行至水平位移達20 m m 時方可停止。

6 　改變垂直荷載，重復本規程14． 0． 4 條1 ～5 各步驟，完成各級荷載下的試驗。

一般可根據工程實際施加各級垂直荷載，要求在4 級不同垂直荷載下進行試驗，其中zui大的一級荷載 （壓力） 應不小于設計荷載。一般情況下，垂直壓力可采用100kPa、200kPa 、300kPa 、400kPa 。

14． 0． 5 　結果整理

1 按下式計算界面上的垂直應力σ和剪應力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 — — —垂直應力，kPa；

      τ — — —剪應力，kPa。

2 　按下式計算界面上的摩擦系數f：

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

3 　以剪應力τ為縱坐標，剪切位移⑽ L 為橫坐標，繪制τ－⑽ L 的關系曲線，如圖14． 0． 5 －1 所示。

4 　繪制τ －σ曲線，求取界面摩擦強度指標。

（ 1） 以垂直應力σ為橫坐標，剪應力τ為縱坐標，將各試樣的峰值剪應力 （如不出現峰值取水平位移⑽ L ＝20 m m 對應的剪應力） 繪制τ －σ關系線 （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。

本試驗記錄如表14． 0． 5 。

14． 0． 6 　報告

1 　說明試驗情況，介紹試樣情況和試樣固定方式。

2 　對上、下盒內填料進行描述，說明下盒中是填土還是剛性墊塊。

3 　給出τ －σ關系曲線圖，τ －⑽ L 關系曲線圖。

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f。