一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，推樣器上的連接桿分別連接承壓板、擋板、定位板、推土板，推樣器連接桿連接推樣器頂板與推樣器底板，制樣筒放在底座內(nèi)，與底座底板相連，加載裝置放在制樣筒內(nèi)，定位板與推土板放在制樣筒內(nèi)，承壓板上連接第一加載砝碼，加載系統(tǒng)為第一加載砝碼、第二加載砝碼、第三加載砝碼、第四加載砝碼、第五加載砝碼，推樣器底板放在制樣筒內(nèi)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，不易損壞，可多次使用，采用沉降法，即靜載固結(jié)土樣，可得到含水量均勻的重塑樣，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果真實(shí)可靠。可按預(yù)先設(shè)定含水率與密度制樣，試樣直接成型供三軸剪切試驗(yàn)所用，通過(guò)調(diào)整裝置尺寸也可制備其他尺寸試樣。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置
本技術(shù)涉及土木工程土工試驗(yàn)領(lǐng)域，更具體涉及一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，特別適用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備。
技術(shù)介紹
三軸剪切試驗(yàn)是測(cè)定土體抗剪強(qiáng)度的一種比較完善的室內(nèi)試驗(yàn)方法，它可以準(zhǔn)確獲得土體工程設(shè)計(jì)所需的強(qiáng)度指標(biāo)。其實(shí)驗(yàn)土樣可分為天然原狀樣與室內(nèi)重塑樣，天然原狀樣可較真實(shí)反映土體原始結(jié)構(gòu)狀態(tài)，但受取樣技術(shù)的限制和環(huán)境影響，原狀樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果離散性大，有時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不理想。如海洋沉積的軟土，由于含水量大、觸變性高、強(qiáng)度低等原因，獲取理想原狀樣難度較大。因此，國(guó)外在室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)中主要是用性質(zhì)均勻、實(shí)驗(yàn)結(jié)果離散性小的重塑土樣。現(xiàn)行室內(nèi)制樣技術(shù)大致可分為兩類(lèi)。(I)擊實(shí)法，即采用確定質(zhì)量的擊錘從確定的高度下落，一層或分層擊實(shí)土樣至所需尺寸。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行、制樣周期短，缺點(diǎn)是制樣過(guò)程中使用的是沖擊力，擊實(shí)土樣受力不均勻，下層土樣要比上層土樣壓的密實(shí)。此外，試驗(yàn)過(guò)程中容易將空氣封裝在樣品內(nèi)，使之內(nèi)部形成較大孔隙，不利于后續(xù)試驗(yàn)開(kāi)展，并可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果的失真。(2)固結(jié)法，即將風(fēng)干土加蒸餾水配成大于液限的稀泥漿，倒入制樣筒，在頂部施加靜載加速土樣固結(jié)，這樣采用單向或三維排水固結(jié)法獲得飽和試樣。其優(yōu)點(diǎn)是可獲得含水量均勻土樣，制樣效果優(yōu)，缺點(diǎn)是步驟繁瑣，制樣設(shè)備要求較高，而且無(wú)法控制含水率。鑒于以上方法的不足，一些研究者對(duì)制樣方法和裝置進(jìn)行了改進(jìn)。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01020558288. 1，專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)室內(nèi)重塑軟粘土真空抽吸固結(jié)筒。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?200920109190. 5，專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)室重塑海洋地基軟粘土制備裝置。這兩個(gè)技術(shù)專(zhuān)利都是利用真空抽吸固結(jié)軟粘土進(jìn)而達(dá)到制作出土樣均勻的土樣，但過(guò)程繁瑣，設(shè)備復(fù)雜，制備的土樣是大體積土體，進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)時(shí)需對(duì)土樣進(jìn)行二次修剪，容易對(duì)試樣造成損傷，影響試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01120099311.X，專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)一種細(xì)長(zhǎng)土梁重塑試樣的成型模具。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710164847. 3，專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)一種空心圓柱扭剪儀重塑樣擊實(shí)器。這兩個(gè)專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利分別提出了一套合理、適用于細(xì)長(zhǎng)條土梁以及扭剪試驗(yàn)重塑土樣的制備方法與裝置，但即使將其改進(jìn)，也無(wú)法制備適合常規(guī)三軸剪切試驗(yàn)用試樣。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00920033221，專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)土工試樣制備儀。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?200820150444，專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)飽和重塑土制樣器。兩者的優(yōu)點(diǎn)是都可以制備不同尺寸的重塑土樣，但前者由于制樣壓力采用千斤頂施加，壓力不穩(wěn)定容易使試樣含水量分布不均。后者雖然可以通過(guò)控制固結(jié)壓力的杠桿制作質(zhì)地均勻的試樣，但對(duì)杠桿尺寸以及制作工藝有嚴(yán)格要求。同時(shí)，兩者材料都為鋼鐵，加工不方便，制樣過(guò)程不可視。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01010564744. 8，專(zhuān)利技術(shù)名稱(chēng)輕型重塑土制樣裝置。該技術(shù)本通過(guò)把由重塑土制備的稀泥漿倒入由有機(jī)玻璃制作的裝置中，在頂部施加靜載使土樣固結(jié)得到含水量均勻的飽和重塑土試樣。材料采用有機(jī)玻璃，制樣可視操作，裝置簡(jiǎn)單，操作方便。該裝置雖然可以制作不同直徑的重塑樣，卻無(wú)法按預(yù)先高度制樣，也就是說(shuō)制作的試樣還需二次修剪才可以用于三軸剪切試驗(yàn)。同時(shí)，制樣過(guò)程中采用排水措施，雖然縮短了制樣時(shí)間，但無(wú)法保證按預(yù)先設(shè)計(jì)的含水量制樣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本技術(shù)的目的是在于提供了一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低廉，制作方便，不易損壞，可多次使用，操作可視化，可按預(yù)先設(shè)定含水率與密度制作含水量均勻的直接成型的供三軸剪切試驗(yàn)用試樣。通過(guò)調(diào)整裝置尺寸也可制備其他尺寸試樣。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本技術(shù)采用以下技術(shù)措施一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，該裝置包括加載裝置、制樣筒、底座、加載系統(tǒng)、推樣器。除加載砝碼為不銹鋼制，裝置的各部件皆為有機(jī)玻璃制。其連接關(guān)系是推樣器5上的連接桿7分別連接承壓板、擋板、定位板、推土板。推樣器連接桿連接推樣器頂板與推樣器底板。制樣筒放在底座內(nèi)，與底座底板相連，加載裝置放在制樣筒內(nèi)。定位板與推土板放在制樣筒內(nèi)，承壓板上連接加載破碼，加載系統(tǒng)為第一加載破碼、第二加載砝碼、第三加載砝碼、第四加載砝碼、第五加載砝碼并依次相連，推土?xí)r，推樣器底板放在制樣筒內(nèi)。所述的加載裝置包括承壓板、連接桿、擋板、定位板、推土板。其連接關(guān)系是通過(guò)連接桿由上向下依次連接承壓板、擋板、定位板、推土板。其中，承壓板尺寸與加載砝碼的下部凹槽尺寸匹配；擋板、推土板尺寸與制樣筒內(nèi)徑尺寸匹配；擋板尺寸大于制樣筒外徑尺寸。所述的制樣筒為空心圓柱形結(jié)構(gòu)。制樣筒外徑尺寸與底座內(nèi)部由有機(jī)玻璃圍城的圓形凹槽的尺寸匹配。所述的底座的內(nèi)部由有機(jī)玻璃圍城的圓形凹槽，其凹槽的高度不應(yīng)小于制備試樣高度的1/2。所述的加載砝碼的形狀為上凸下凹，疊放時(shí)應(yīng)緊密扣接。所述的推樣器包括推樣器頂板、推樣器連接桿、推樣器底板。其連接關(guān)系是通過(guò)連接桿由上向下依次連接推樣器頂板、推樣器底板。其中推樣器底板尺寸與制樣筒內(nèi)徑尺寸匹配，推樣器頂板尺寸應(yīng)大于制樣筒外徑尺寸。本技術(shù)的具體使用方法，包括以下步驟(I)土樣風(fēng)干過(guò)篩孔2mm的篩子，測(cè)定風(fēng)干含水率。按照設(shè)定含水率與密度配比水土質(zhì)量，混合攪拌后密封靜置I天。(2)用毛刷在制樣筒內(nèi)涂抹一層凡士林。底座底板平鋪一張沾水的濾紙，將制樣筒安裝在底座內(nèi)部，將土樣緩慢注入制樣筒底部，輕輕振蕩。(3)在推土板下部粘一張沾水的濾紙，將加載裝置推進(jìn)制樣筒內(nèi)，推土板與土樣接觸后，采用分級(jí)加載的方式每隔2 3小時(shí)將加載砝碼放置在承壓板上。(4)當(dāng)土樣達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，擋板會(huì)自動(dòng)阻止加載裝置下滑。卸除加載砝碼與加載裝置，將制樣筒從底座中輕輕拔出，平放，通過(guò)推樣器頂板施加推力將土樣從制樣筒中推出。本技術(shù)的有益效果( I)本技術(shù)裝置除加載砝碼外，均采用有機(jī)玻璃制，成本低廉，不易損壞，制作方便，可多次使用，操作可視化。(2)采用沉降法，即靜載固結(jié)土樣，可得到含水量均勻的重塑樣，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果真實(shí)可靠。( 3 )可按預(yù)先設(shè)定含水率與密度制樣，試樣直接成型供三軸剪切試驗(yàn)所用，通過(guò)調(diào)整裝置尺寸也可制備其他尺寸試樣。附圖說(shuō)明圖I為一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種加載裝置的正視圖；圖3為一種制樣筒的正視圖；圖4為一種底座的正視圖；圖5為一種加載破碼的正視圖；其中I-加載裝置；2_制樣筒；3-底座；4_加載系統(tǒng)；5_推樣器；6-承壓板；7_連接桿； 8_擋板；9_定位板；10-推土板；11-底座底板；12-推樣器頂板；13-推樣器連接桿；14_推樣器底板；第一加載破碼15a、第二加載破碼15b、第三加載破碼15c、第四加載破碼15d、第五加載破碼15e ；16-凸槽；17-凹槽。具體實(shí)施方式實(shí)施例I :下面對(duì)本技術(shù)的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。如圖I和圖5所示，一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，該裝置包括加載裝置I、制樣筒2、底座3、加載系統(tǒng)4、推樣器5。除加載系統(tǒng)4為不銹鋼制外，裝置材料皆為有機(jī)玻璃。其連接關(guān)系是推樣器5上的連接桿7分別連接承壓板6、擋板8、定位板9、推土板 10。推樣器連接桿13連接推樣器頂板12與推樣器底板14。制樣筒2放在底座3內(nèi)，與底座底板11相連本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，該裝置包括：加載裝置(1)、制樣筒(2)、底座(3)、加載系統(tǒng)(4)、推樣器(5)，其特征在于：推樣器(5)上的連接桿(7)分別連接連接承壓板(6)、擋板(8)、定位板(9)、推土板(10)?，推樣器連接桿(13)連接推樣器頂板(12)與推樣器底板(14)，制樣筒(2)放在底座(3)內(nèi)，與底座底板(11)相連，加載裝置(1)放在制樣筒(2)內(nèi)，定位板(9)與推土板(10)放在制樣筒(2)內(nèi)，承壓板(6)上連接第一加載砝碼(15a)，加載系統(tǒng)(4)為第一加載砝碼(15a)、第二加載砝碼(15b)、第三加載砝碼(15c)、第四加載砝碼(15d)、第五加載砝碼(15e)并依次相連,推樣器底板(14)放在制樣筒(2)內(nèi)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，該裝置包括加載裝置(I)、制樣筒(2)、底座(3)、加載系統(tǒng)(4)、推樣器(5)，其特征在于推樣器(5)上的連接桿(7)分別連接連接承壓板出)、擋板(8)、定位板(9)、推土板(10)，推樣器連接桿(13)連接推樣器頂板(12)與推樣器底板(14)，制樣筒⑵放在底座(3)內(nèi)，與底座底板(11)相連，加載裝置(I)放在制樣筒(2)內(nèi)，定位板(9)與推土板(10)放在制樣筒(2)內(nèi)，承壓板(6)上連接第一加載破碼(15a),加載系統(tǒng)(4)為第一加載破碼(15a)、第二加載破碼(15b)、第三加載破碼(15c)、第四加載砝碼(15d)、第五加載砝碼(15e)并依次相連，推樣器底板(14)放在制樣筒⑵內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，其特征在于所述的承壓板(6)上放置加載系統(tǒng)(4)，推土板(10)與土樣接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于三軸剪切試驗(yàn)的重塑土樣制備裝置，其...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張先偉，孔令偉，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：