[發明專利]一種減少土顆粒篩分時發生二次破碎的方法

在審

• 申請號: 201710442141.2
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107247012A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 馬冬冬;馬芹永;高常輝;郁培陽
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利涉及一種減少土顆粒篩分時發生二次破碎的方法，屬土力學性能測試技術領域。

背景技術

在很多土工試驗中，如采用霍普金斯壓桿進行土體沖擊試驗、常規單軸、三軸土體強度試驗等，當采用試驗的方法將土體破碎后，需要對破碎后的土顆粒進行篩分試驗，以獲得破碎后的土顆粒性質，從而進行后續數據的處理計算，如土顆粒分形維數、破碎形態等。

在進行常規土顆粒篩分試驗時，通常采取以下步驟：

(1)將不同粒徑的篩網進行層層疊加；

(2)將待篩分的土顆粒放置在最上層篩網上；

(3)使用手動或電動的方式，使篩網上下左右晃動，從而使土顆粒按照各自粒徑的大小落在對應粒徑的篩網上；

(4)待到達所需篩分時間后，取出各粒徑篩網上方的土顆粒，進行后續數據的處理。

但由于待篩分的土顆粒在之前的試驗中已受到一次破碎，其內部含有很多微裂紋和孔隙，因此土顆粒之間的黏聚力很低，無論是采用手動還是電動的方法，都很容易在篩分的過程中導致待篩分的土顆粒與篩網碰撞，產生二次破碎，從而影響試驗結果。

想要減少篩分過程中土顆粒產生的二次破碎，就需要在土顆粒篩分之前提高土顆粒之間的黏聚力(或粘結強度)，從而可以提高土顆粒的強度，以減少篩分時由于與篩網碰撞產生的二次破碎。首先，在對土顆粒之間的粘結強度構成進行分析的基礎上，提出可以從以下兩個方面提高土顆粒的黏聚力(或粘結強度)：

(1)土顆粒之間的黏聚力包括顆粒間的分子鍵結力(第二價鍵力或范德華力)，也叫原始黏聚力，其值取決于礦物顆粒之間的直接接觸面積、顆粒間的距離、顆粒的可壓密性和物理化學性質，通常情況下，顆粒間的分子鍵結力隨外界壓力的增大而增大，但過大的外壓則會導致礦物顆粒間的穩定性降低，礦物顆粒接觸點遭到破壞。

(2)一般情況下，土顆粒之間含有水，但當水發生相變轉換為冰時，會導致土顆粒間的黏聚力改變，由于冰的膠結作用，就會大大增加土顆粒之間的黏聚力。

發明內容

本發明專利提供了一種減少土顆粒篩分時發生二次破碎的方法。采用這種方法能夠有效地減少土顆粒在篩分時產生的二次破碎，從而提高試驗數據精度。具有操作簡單、方便高效等特點。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種減少土顆粒篩分時發生二次破碎的方法，包括以下步驟：

第一步，將待篩分的土顆粒進行增壓處理；

第二步，將已進行增壓處理的土顆粒進行低溫處理；

第三步，將上述低溫處理后的土顆粒進行篩分，篩分時也在低溫環境中進行，篩分時的溫度與第二步中低溫處理的溫度相同。

優選的，上述第二步操作中，將已進行增壓處理的土顆粒進行低溫處理之前，將相鄰的土顆粒分開，以防止低溫處理時相鄰的土顆粒相互黏結。

與現有技術相比，本發明的有益效果：

通過第一步，對待篩分的土顆粒進行增壓處理。可提高土顆粒之間的黏聚力，從而提高土顆粒強度；

通過第二步，對已進行增壓處理的土顆粒進行低溫處理。可使土顆粒內部水分結成冰，從而提高土顆粒之間的黏聚力，進而提高土顆粒強度；

通過第三步，將上述低溫處理后的土顆粒進行篩分，篩分時也在低溫環境中進行，篩分時的溫度與第二步中低溫處理的溫度相同。在此步驟中，由于篩分時的溫度與第二步中低溫處理的溫度相同，可保證土體內部的冰不會發生融化，通過第一步和第二步的處理，待篩分的土顆粒較處理之前，其內部黏聚力提高，土顆粒強度提高，因此，在進行篩分時能夠減少由于與篩分裝置發生碰撞導致土顆粒二次破碎的缺點，從而提高試驗數據精度。

附圖說明

圖1是本發明第一步增壓處理示意圖。

圖2是本發明第二步低溫處理示意圖。

圖3是本發明第三步土顆粒篩分示意圖。

圖4是本發明技術流程圖。

圖中標號說明：1-土顆粒，2-開口容器，3-玻璃罩，4-壓力表，5-導氣管，6-氣壓加載裝置，7-低溫箱，8-溫度傳感器，9-溫度控制系統，10-各粒徑篩網，11-振動臺，12-振動控制系統，71-低溫箱門。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明專利做進一步的詳細說明，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

一種減少土顆粒篩分時發生二次破碎的方法，

實施例：