[發明專利]一種采用結構性原狀土樣制作大型土工試驗模型的方法

無效

• 申請號: 201010503574.2
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN101950508A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 胡長明;梅源;魏弋鋒;趙浩;林源;王雪艷
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G09B25/06
• 分類號: G09B25/06;G01N33/24
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及巖土工程土工試驗技術領域，涉及一種制作大型土工試驗模型的方法，具體是一種采用結構性原狀土樣制作大型土工試驗模型的方法，該方法可將結構性原狀土樣進行拼接制作成大型土工試驗模型，最大限度的保持了原狀土樣的結構性，從而使試驗結果更加真實。

背景技術

現有文獻中未見采用結構性原狀土制作大型土工試驗模型的相關報道，試驗室中制作結構性土的大型試驗模型常采用的方法是將散土與石灰、石膏等材料按一定比例混合后，加水拌制后硬化成型，或將散土中摻入一定量的冰塊拌制均勻，靜置至冰塊融化后修整成型。這種試驗模型的制作方法雖在一定程度上模擬了土體的結構性，但其物理及力學性質與原狀土相差甚遠，不能滿足試驗要求，甚至使試驗結果失真。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種采用結構性原狀土樣制作大型土工試驗模型的方法，該方法可將結構性原狀土樣進行拼接制作成大型土工試驗模型，最大限度的保持了原狀土樣的結構性，從而使試驗結果更加真實。

為了實現上述技術任務，本發明采用如下技術解決方案：

一種采用結構性原狀土樣制作大型土工試驗模型的方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一，按模型尺寸大小確定土樣需用量后，分別將各土樣切割成正六面體后并削平六面，采用水平尺控制各面的平整度，標清土樣上、下面后記錄加工后的土樣尺寸；

步驟二，將加工好的土樣根據模型設計尺寸，按其大小，沿土樣上、下面方向擺樣，用墨斗按照模型尺寸在擺放好的土樣上彈線，將各個土樣沿彈線切割后，削平各面，并重新擺樣；

步驟三，按照原狀土物理及力學參數，配制好土及石灰粉的混合漿，并篩制好最大粒徑為2mm的散土；

步驟四，標清各土樣在模型中所處位置后，依順序將第一層土樣裝入模型箱，土樣之間的豎向縫隙采用散土填塞，使用表面光滑無棱的細鐵棒及薄鐵片搗實，并采用刀具按設計模型進行修整；

步驟五，將土及石灰粉的混合漿均勻涂抹于第一層土樣的上表面，并按步驟四的方法裝填第二層土樣；其中，所述的土及石灰粉的混合漿硬化后，其強度與其粘結的下層原狀土相同；

步驟六，按步驟四、五依次完成整個模型原狀土層的裝填，如設計模型包括填土層，則將填土層在原狀土層上按設計模型進行制作。

本發明按模型尺寸確定土樣需用量后，將各土樣切割成正六面體后并削平六面，采用水平尺控制各面的平整度，標清土樣上、下面后記錄加工后的土樣尺寸；將加工好的土樣按模型形狀擺樣，用墨斗按照模型外形尺寸彈線，將各個土樣沿彈線重新切割后，削平各面，重新擺樣并修整；將土樣分層依順序裝入模型箱，采用散土填實土樣間的豎向縫隙，采用土及石灰粉的混合漿粘結各層土樣，待整個模型原狀土層制作完畢后，如設計模型包括填土層，則將填土層在原狀土層上按設計模型進行制作。本發明提供的技術方案能夠解決采用結構性原狀土樣制作大型土工試驗模型的難題。

附圖說明

圖1是本發明的工作流程圖；

以下結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

下面參照說明書附圖和實施例對本發明進行詳細說明。

如圖1所示，按模型尺寸大小確定土樣需用量后，分別將各土樣切割成正六面體后并削平六面，采用水平尺控制各面的平整度，標清土樣上、下面后記錄加工后的土樣尺寸；將加工好的土樣根據模型設計尺寸，按其大小，沿土樣上、下面方向擺樣，用墨斗按照模型尺寸在擺放好的土樣上彈線，將各個土樣沿彈線切割后，削平各面，并重新擺樣；按照原狀土物理及力學參數，配制好土及石灰粉的混合漿，并篩制好最大粒徑為2mm的散土；標清各土樣在模型中所處位置后，依順序將第一層土樣裝入模型箱，土樣之間的豎向縫隙采用散土填塞，使用表面光滑無棱的細鐵棒及薄鐵片搗實，并采用刀具進行修整；將土及石灰粉的混合漿均勻涂抹于第一層土樣的上表面，并裝填第二層土樣；按上述方法依次完成整個模型原狀土層的裝填，如設計模型包括填土層，則將填土層在原狀土層上按設計模型進行制作。

下面是對本發明的原理進行說明：

本發明按模型尺寸確定土樣需用量后，將各土樣切割成正六面體后并削平六面，便于模型擺樣和土樣拼接；采用水平尺控制各面的平整度，保證了土樣充分接觸，防止在試驗加載過程中，由于土樣間空隙導致的土樣破碎；標清土樣上、下面后記錄加工后的土樣尺寸，便于確定土樣在整個模型中的方向和位置；將加工好的土樣按模型形狀擺樣，用墨斗按照模型外形尺寸彈線，將各個土樣沿彈線重新切割后，削平各面，重新擺樣并修整，能夠確保土樣裝填一次成功；采用同類散土填實土樣間的豎向縫隙，采用等強度土及石灰粉的混合漿粘結各層土樣，不但能保證土樣間充分接觸，而且能夠使土樣接觸面物理及力學性質最大限度的接近原狀土；本發明提供的技術方案能夠解決采用結構性原狀土樣制作大型土工試驗模型的難題。