[發明專利]一種粉土三軸試驗試樣的制備方法及其裝置

無效

• 申請號: 201210530125.6
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103018085A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王樹英;陽軍生
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種三軸試驗（靜三軸和動三軸）所用試樣的泥漿制備方法，主要適用于粉土。

背景技術

粉土在我國分布廣，其中以黃土為典型，黃土面積占國土面積的6.3%。為了研究粉土的力學，三軸試驗是一種常見的技術手段。通常可以采用壓密法來制備砂土擾動試樣，而粘土試樣得益于它的粘性，采用原狀土易于實現。作為砂土和粘土之間的一種土，如果簡單地按照砂土或粘土的方法制備試樣，將使試樣的微觀結構較大地有別于現場的實際情況，導致試驗結果較大程度地不同于現場實際情況。粉土具有一定的粘性，但粘結力不高，不足以抵抗非擾動土樣制備過程中的破壞，這樣造成了粉土試樣制備的困難，阻礙了粉土的研究。為了更好地開展粉土力學特性的研究，制備可靠的試樣顯得十分重要。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種能重現土的微觀結構，土的力學行為更接近真實情況，而且土樣重現度高，盡可能的減少試樣之間的差異性對試驗結果的影響的粉土三軸試驗試樣的制備方法。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種實現該粉土三軸試驗試樣的制備方法的裝置。

為了解決上述第一個技術問題，本發明提供的粉土三軸試驗試樣的制備方法：在粉土中加入足量水，使含水量是液限的1.5倍，然后采用自動攪拌機低速攪拌土樣，使土樣成流塑狀態的泥漿；將泥漿倒入放在三軸儀底座上對開圓模（兩片合成）內，對開圓模內套有橡皮膜、透水石和濾紙；讓泥漿在自重作用下沉淀，為了保證上層水不揮發，用塑料薄膜將上層水封閉；在泥漿上部加死載，為了保證泥漿不溢出，緩慢逐步加載，待泥漿在當前荷載下完成固結排水后，再添加下一級荷載；待泥漿在上部死載作用下完成固結成試樣后，撤除死載，去掉試樣上層蒸餾水，用橡皮膜和橡膠圈封閉試樣；由于側壁摩擦，固結壓力從上至下不均勻，為了改善試樣的均勻性，連接真空負壓,使試樣在負壓下進一步固結；待試樣在負壓下完成固結，撤除負壓即可。

所述的自動攪拌機的低速為55轉/分鐘～65轉/分鐘。

所述的真空負壓的值大于死載引起的應力，小于三軸試驗所需的固結壓力。

為了解決第二個技術問題，本發明提供的實現粉土三軸試驗試樣的制備方法的裝置，對開圓模上端對接有PVC管，所述的對開圓模和所述的PVC管套裝有橡皮膜，所述的對開圓模下端設有底座和第一橡皮圈，所述的PVC管上設有上帽和第二橡皮圈，所述的底座上方依次設有第一透水板和第一濾紙，所述的上帽的下方依次設有第二透水板和第二濾紙，所述的對開圓模的下端設置在壓力室內支架的下端，所述的壓力室內支架上端設有壓力桿，所述的壓力桿的下端與所述的上帽對接，所述的壓力桿上端設有死載，所述的壓力室內支架上設有作用于所述的壓力桿的軸向位移表，所述的底座設有底座水閥，所述的上帽設有上帽水閥，一個真空負壓器與所述的底座水閥和所述的上帽水閥通過水管連接，還包括一個長嘴漏斗。

所述的真空負壓器設有存水室和干燥室，所述的存水室通過第一氣閥和第二氣閥分別與所述的水管連接，所述的干燥室通過上氣閥與真空源連接。

采用上述技術方案的粉土三軸試驗試樣的制備方法及其裝置，操作簡單，技術手段易于掌握；制備試樣所需設備比較簡單，所需試樣制備成本低；采用這種方案，土樣內部均勻性比較好，土樣在同種條件下實驗結果重現度高，可以較高程度地再現自然界土層的微觀結構，不需要切割土樣，減小擾動，試驗結果可信度高。因此，本發明專利是一種有效可靠的粉土三軸試驗試樣的制備方法及其裝置。

附圖說明

圖1是通過漏斗將泥漿倒入對開圓模內的示意圖。

圖2是泥漿在死載下固結的示意圖。

圖3是泥漿在真空負壓下固結的示意圖。

附圖1-3中：1—底座、2—第一透水板、3—第一濾紙、4—橡皮膜、5—第一橡膠圈、6—對開圓模、7—PVC管、8—長嘴漏斗、9—底座水閥、10—泥漿、11—第二濾紙、12—第二透水板、13—上帽、14—蒸餾水、15—壓力室內支架、16—壓力桿、17—軸向位移表、18—死載、19—第二橡膠圈、20—上帽水閥、21—存水室、22—干燥室、23—上氣閥、24—第一氣閥、25—第二氣閥、26—水管。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細說明。