[發明專利]一種重型非均質重塑土制樣裝置

有效

• 申請號: 201610020084.4
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105510099B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 張可能;張順清;楊宇航;黃友漢;薛彥琪;張云毅
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于室內非均質土制樣的大型制土裝置。制土單元采用分級半開圓桶布局，隔水槽/墊圈及固定耳扣提高了分層填土模型的密閉性和快拆特性，保持土體試驗前后完整性；底座振搗及土面修平器提高大型土體模型手動制作過程的便捷性和精確度；填土框架采用拼接式設計，多尺寸銜接能夠滿足各種尺寸非均勻體的內部充填；填土壓實采用手旋式千斤頂壓縮，螺紋旋進圈數控制壓縮厚度達到控制土體密度的目的。

所屬技術領域

本發明涉及一種室內土體制樣裝置，特別是用于重型非均質土的室內制作模擬裝置。

背景技術

目前室內土體試驗一般選用小尺寸的重塑土及原狀樣為樣本，為方便多種基礎試驗的拓展和計算研究，通常參考環刀尺寸（如直徑61.8mm環刀，高度20mm）制作土體，且以均質土為主或隨機填充的非均質土為主，相關研究成果十分豐富且較為成熟。較大尺寸的空間定量非均質土土體樣本制作具有成本高、試驗拓展性小、分析模型較為匱乏的局限因素，因此相關研究成果十分缺乏，但目前隨著城市建設的快速發展，各種土體類型層出不窮，例如非均質填土的研究亟待完善和發展，現有的均值土研究成果和分析模型已經很難適用于涉及相關土體工程的設計、建設。

發明內容

一、發明的目的是:

1. 利用裝置制作較大尺寸非均質土體制樣模型，遵照嚴格的操作規程（技術方案中詳細列述）控制所制作土體各部分的組成成分、密度、含水率等指標。

2. 對制樣后的土體進行各類土體試驗并對試驗后土體進行取樣、觀察及其他試驗的深入研究。

二、要解決的技術問題：

設計出較大尺寸的土體制作模型，達到非均質土在空間布局上的定量控制，滿足一般均質土制作模型對于土體連續性、密度、含水率等的控制要求，設備結構便于土體取樣，進行拓展試驗研究。

1.非均質土模型制作流程

非均質土的制作采用分層填筑壓實的方式制作，利用連接軸、連接桿和擋土片拼裝成獨立的方格框架，在各方格中填充相應的設計土體，做成分區塊的非均質土層，再依次向上堆填壓實制成設定高度的土體模型。

將制土器底盤放置于制土器底座中心處予以固定，取一層制土器外筒安放在底盤上方，將止水環與底盤的止水墊圈對正，扣緊四處耳扣，外筒內壁涂抹薄層的凡士林。

將連接軸、不同尺寸的連接桿和擋土片拼裝成方格框架（如圖8），置于制土筒底層。

將調配好的各類土體分類放置，稱量后依次均勻填充如各方格框內，撬動制土器底座下部的撬棍將土體振動密實。緩慢取出框架，再次震動制土器使土體均勻填充。

將土面平整器放置于制土器外筒，通過旋轉螺釘調節撥片至合適高度，用銷釘固定，轉動手軸將土面整平，測量土體填充高度，計算相應干密度條件下土體所應向下壓實的距離，將該距離轉換為千斤頂旋轉圈數。

將蓋板緩慢平放入制土筒中，固定好千斤頂，對正蓋板轉軸與千斤頂端頭。緩慢轉動千斤頂把手使兩部位緊密接觸即開始記錄把手轉動圈數，直到設定條件為止。

取出蓋板，土面進行拋毛，重復2~5步操作，進行下一層土體的填充，到達設定高度即可停止。

2.原狀土模型制作流程

將準備好的原裝土樣放入制土器底盤中依次向上安裝制土器外筒并在空隙部位填充細砂，直至外筒上緣超過土體頂部為止。

3.土工試驗取樣和試驗

試驗結束后，通過撬棍和敲擊筒壁使土體松動，打開卡扣，從上至下分層掰開并提起制土筒，當所需深度處的土體露出筒壁后，采用手鋸、切土刀等工具切取需要的試樣，進行相關的密度、含水率、剪切強度、成分分析等試驗。

三、發明的優點和積極效果: