[發(fā)明專利]多聯(lián)重塑飽和土制樣裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410451774.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN104181023A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏榮濤;楊德歡;韋昌富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土木工程土工試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其涉及一種多聯(lián)重塑飽和土制樣裝置；具體涉及一種用于制備飽和重塑細(xì)粒土制樣裝置，適用于研究水土化學(xué)作用的物理力學(xué)特性試驗(yàn)重塑土樣制備。

背景技術(shù)

在工程實(shí)踐中，為了獲得土體的物理力學(xué)參數(shù)將進(jìn)行一系列的室內(nèi)試驗(yàn)。目前，室內(nèi)試驗(yàn)所采用的土樣可分為原狀土樣和室內(nèi)重塑土樣。雖然原狀土樣能較真實(shí)地反映土體的原始結(jié)構(gòu)，但受取樣技術(shù)的限制和環(huán)境的影響，其試驗(yàn)結(jié)果并不理想，離散性較大。相反，室內(nèi)重塑土樣不僅性質(zhì)相對(duì)均勻、實(shí)驗(yàn)結(jié)果離散性較小，而且試樣的條件可控，便于特定的試驗(yàn)研究；因此，在土木工程土工試驗(yàn)領(lǐng)域重塑土越來越多地被選用。

現(xiàn)行的重塑土樣制備技術(shù)可大致分為兩類：

1、擊實(shí)法，即采用一定質(zhì)量的重錘，由某一高度下落，一層或多層擊實(shí)土樣至所需尺寸，此法操作簡(jiǎn)單，制樣時(shí)間快，但制得的土樣密度不均勻，其下部密實(shí)程度大于上部；

2、固結(jié)法，即將攪拌均勻的稀泥漿倒入制樣筒，通過加靜載加速土樣固結(jié)，此法可獲得含水率均勻的土樣，有效地克服了擊實(shí)法的缺陷。

目前，按固結(jié)法原理設(shè)計(jì)的重塑土制樣裝置雖然已有好幾種，但是仍存在一定的局限性。例如，室內(nèi)通過控制變量法研究土體與化學(xué)溶液間相互作用時(shí)，需要制備干密度相同而溶液濃度不同的重塑土樣或制備溶液濃度相同而干密度不同的重塑土樣等，由于土體與化學(xué)溶液的反應(yīng)十分緩慢，少則一月，多則數(shù)月，甚至更長(zhǎng)，制樣周期相當(dāng)長(zhǎng)。按現(xiàn)有的制樣裝置，如果為了縮短制樣周期，則需要制備多套制樣裝置；而且整個(gè)過程中壓力要保持穩(wěn)定，液壓千斤頂是做不到的，較好的解決辦法就是堆載。在較高的固結(jié)壓力下制備大面積土樣，堆載的重量也相當(dāng)大，十分浪費(fèi)砝碼和不安全，并且成本較高，不經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種多聯(lián)重塑飽和土制樣裝置，特別適用于變量多、制樣周期長(zhǎng)的土工試驗(yàn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本裝置包括土樣、鐵架、長(zhǎng)桿、掛鉤、鋼絲繩、制樣器和砝碼，其連接關(guān)系是：

在鐵架的上面設(shè)置有帶圓形凹槽的長(zhǎng)方形鋼板，制樣器置于圓形凹槽中；在長(zhǎng)方形鋼板的左右兩邊分別設(shè)置有短桿及其定滑輪；在鐵架的左側(cè)面設(shè)置有左橫桿，鋼絲繩的一端固定在左橫桿上；在支架的右側(cè)面設(shè)置有右橫桿，在右橫桿上設(shè)置有叉頭，長(zhǎng)桿的右端和叉頭連接；鋼絲繩的另一端依次穿過鐵架和制樣器的定滑輪后與長(zhǎng)桿的中端連接，砝碼加載在掛鉤上，掛鉤和長(zhǎng)桿的左端連接，組成對(duì)制樣器加載和傳力的結(jié)構(gòu)；

制樣器包括蓋板、底座、制樣筒、下透水石、上透水石、豎桿和橫桿；在制樣筒內(nèi)，從下到上，底座、下透水石、土樣、上透水石、蓋板、豎桿和橫桿依次連接，蓋板與制樣筒的內(nèi)壁形成活塞形式的滑動(dòng)配合，組成對(duì)土樣實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)。?

????與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

①利用杠桿原理和定滑輪組對(duì)制樣器內(nèi)的稀泥漿施加豎向壓力，即使在較高的固結(jié)壓力下制備大面積土樣，仍然只需少量的砝碼，有效避免了堆載費(fèi)砝碼和不安全隱患；另一方面，制樣器材料采用有機(jī)玻璃，加工較鋼材容易，而且更耐腐蝕。

②鐵架上同時(shí)可安裝多達(dá)四個(gè)制樣器，很大程度上為變量多、制樣周期長(zhǎng)的土工試驗(yàn)節(jié)省了試驗(yàn)時(shí)間；而且略加修改鐵架尺寸，可安裝更多的制樣器，為更多變量、更長(zhǎng)制樣周期的土工試驗(yàn)提供的便利。

③根據(jù)預(yù)定的干密度，可推算出沉降值，然后設(shè)定對(duì)開圓模頂部的螺栓高度，當(dāng)橫桿下沉至目標(biāo)沉降值時(shí)，便被支撐，不能再往下沉，即可制得到均勻、達(dá)標(biāo)的重塑飽和土樣，有效減小了人工監(jiān)測(cè)沉降的勞動(dòng)強(qiáng)度。

④整個(gè)制樣裝置只需要一套加載系統(tǒng)，相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)而言，有效降低了成本，具有較好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是鐵架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是長(zhǎng)方形鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是長(zhǎng)桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是制樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8.1是制樣筒的結(jié)構(gòu)示意圖（整個(gè)）；

圖8.2是制樣筒的結(jié)構(gòu)示意圖（半個(gè)）。

圖9是橫桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

000—土樣。

100—鐵架，

???110—長(zhǎng)方形鋼板，

??????111—鋼板短桿，112—鋼板定滑輪；

120—左橫桿；?

130—右橫桿；

140—叉頭。

200—長(zhǎng)桿，