[發(fā)明專(zhuān)利]室內(nèi)空心圓柱重塑粘土試樣壓縮制備裝置及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610161290.7
• 申請(qǐng)日: 2016-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105784444B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)佳佳;董梅;洪義;傅了一;王寶峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

本發(fā)明公開(kāi)了一種室內(nèi)空心圓柱重塑粘土試樣壓縮制備裝置及其方法。外固結(jié)筒、內(nèi)固結(jié)筒嵌套固定于排水底座上，兩者夾持形成一個(gè)用于放置粘土空心圓柱試樣的圓環(huán)狀空間；圓環(huán)狀空間的上下兩個(gè)橫截面上分別設(shè)有圓環(huán)狀的上排水板和下排水板；圓環(huán)狀空間底部的排水底座上以及內(nèi)固結(jié)筒的筒壁上均設(shè)有若干個(gè)通孔；所述的壓力加載結(jié)構(gòu)的著力點(diǎn)位于上排水板上，用于對(duì)上排水板施加向下的壓力。本發(fā)明提供一種空心圓柱重塑粘土壓縮制樣的裝置，可一次性直接制作完成用于試驗(yàn)的不等向固結(jié)空心圓柱重塑粘土，無(wú)需試樣的二次制樣，可減小試樣的擾動(dòng)和浪費(fèi)，操作簡(jiǎn)單方便，提高空心圓柱重塑粘土制作效率。同時(shí)，采用重量加壓方式，無(wú)需消耗電能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種室內(nèi)空心圓柱重塑粘土試樣壓縮制備裝置及其方法。

背景技術(shù)

空心圓柱扭剪儀可以對(duì)空心圓柱試樣施加獨(dú)立控制的軸力、扭矩和內(nèi)、外壓力，從而可以實(shí)現(xiàn)大主應(yīng)力方向旋轉(zhuǎn)等實(shí)際工程中常見(jiàn)的復(fù)雜應(yīng)力路徑，已在土工試驗(yàn)中得到較廣泛的應(yīng)用。目前空心圓柱重塑粘土試樣的制備主要采用真空固結(jié)預(yù)壓的方法制備成較大的方塊形(如專(zhuān)利號(hào)為200920106559.7的實(shí)用新型)或圓柱形重塑粘土塊(如專(zhuān)利號(hào)為201020558288.1的實(shí)用新型)再切削成空心圓柱試樣或直接真空預(yù)壓成空心圓柱形(如專(zhuān)利號(hào)為201410099598.4的發(fā)明專(zhuān)利)。對(duì)于較大的重塑粘土塊由于粘土的滲透性差，泥漿的排水路徑較難保證，制備的重塑土樣均勻性較難保證。真空壓力受真空泵功率的限制能施加的預(yù)壓壓力值范圍較小，真空度、密封性也較難保證，制備的重塑土樣含水率較高，強(qiáng)度較低，影響后期試驗(yàn)使用。真空預(yù)壓制備的試樣為等向固結(jié)試樣與實(shí)際工程中土體K₀不等向固結(jié)的受力狀態(tài)不同。而土工試驗(yàn)中一般需要更真實(shí)地模擬土體在實(shí)際工程中的受力狀態(tài)，目前急需一種能夠壓縮制備不等向固結(jié)粘土試樣的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有空心圓柱重塑粘土試樣制備技術(shù)中存在的問(wèn)題，并提供一種室內(nèi)空心圓柱重塑粘土試樣壓縮制備裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

室內(nèi)空心圓柱重塑粘土試樣壓縮制備裝置，包括外固結(jié)筒、內(nèi)固結(jié)筒、排水底座、上排水板、下排水板和壓力加載結(jié)構(gòu)；所述的外固結(jié)筒、內(nèi)固結(jié)筒嵌套固定于排水底座上，兩者夾持形成一個(gè)用于放置粘土空心圓柱試樣的圓環(huán)狀空間；圓環(huán)狀空間的上、下兩個(gè)橫截面上分別設(shè)有圓環(huán)狀的上排水板和下排水板；圓環(huán)狀空間底部的排水底座上以及內(nèi)固結(jié)筒的筒壁上均設(shè)有若干個(gè)通孔；所述的壓力加載結(jié)構(gòu)的著力點(diǎn)位于上排水板上，用于對(duì)上排水板施加向下的壓力。

上述裝置的基本原理是將粘土漿液灌注于外固結(jié)筒、內(nèi)固結(jié)筒夾持形成的圓環(huán)狀空間內(nèi)，并通過(guò)壓力加載結(jié)構(gòu)對(duì)漿液施壓，使其中的水分通過(guò)底座上以及內(nèi)固結(jié)筒筒壁上的通孔排出，實(shí)現(xiàn)粘土試樣的制備。

作為優(yōu)選，所述的壓力加載結(jié)構(gòu)由加載支架和加載砝碼組成，加載支架下部為若干條與上排水板相連的支撐桿，上部為用于放置加載砝碼的平臺(tái)。該裝置采用施加砝碼荷載的形式對(duì)置于兩層圓筒間的泥漿加壓排水固結(jié)直接制備成K₀不等向固結(jié)的空心圓柱重塑粘土試樣，不需要抽真空，因此不需要消耗電能。

作為優(yōu)選，所述的排水底座上設(shè)有一個(gè)圓環(huán)狀的固定卡槽，固定卡槽上設(shè)有若干個(gè)連接所述的圓環(huán)狀空間內(nèi)外兩側(cè)的通孔，用于排出圓環(huán)狀空間內(nèi)的水；固定卡槽的圓環(huán)外徑與外固結(jié)筒的內(nèi)徑一致，固定卡槽的內(nèi)徑與內(nèi)固結(jié)筒的外徑一致，外固結(jié)筒、內(nèi)固結(jié)筒通過(guò)螺紋可拆卸式固定于固定卡槽上。可拆卸式的設(shè)計(jì)使得各部件在使用完成后可直接拆卸，便于試樣的取出及裝置的清洗。

進(jìn)一步的，所述的固定卡槽上表面設(shè)有若干個(gè)螺孔，用于固定下排水板。

作為優(yōu)選，所述的外固結(jié)筒外側(cè)環(huán)繞有若干條外壁加強(qiáng)纖維，以增強(qiáng)外壁強(qiáng)度。

作為優(yōu)選，所述的內(nèi)固結(jié)筒底部的排水底座上設(shè)有通孔。該通孔可使排出的泥水順利流出裝置外，無(wú)需進(jìn)行抽吸。