[發明專利]一種土工環剪試驗環形土樣飽和器及飽和方法

有效

• 申請號: 201710869083.1
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107505184B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 王勇;何維;孔令偉;汪明元;王艷麗;師文卓
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N1/31;G01N3/24
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪;王敏鋒

本發明涉及一種土工環剪試驗環形土樣飽和器及飽和方法，包括圓盤、外側護環、內側護環以及中心螺桿；外側護環包括側壁以及橫壁；圓盤嵌入外側護環側壁中；內側護環置于圓盤的上表面并貼于外側護環的橫壁上；內側護環、圓盤、外側護環的側壁以及外側護環的橫壁形成土樣存放腔；中心螺桿穿過內側護環以及圓盤上的中心螺桿通孔；中心螺桿上設置有第一螺母以及第二螺母；第一螺母置于內側護環上表面，第一螺母的外徑大于內側護環上中心螺桿通孔的外徑；第二螺母置于圓盤下表面；第二螺母的外徑大于圓盤上中心螺桿通孔的外徑。本發明具有結構簡單、操作方便、脫模過程中不易斷裂以及能提高土工環剪試驗制備飽和環形土樣的成活率的優點。

技術領域

本發明涉及土工室內試驗技術領域，涉及一種土樣飽和器，尤其涉及一種土工環剪試驗環形土樣飽和器及飽和方法。

背景技術

環剪試驗是土力學室內試驗的一種，由于試樣是環狀的，剪切沿著圓周方向旋轉，所以剪切面的總面積不變，剪切位移不受限制，適用于測量大變形下土體的殘余強度或極限強度。這類剪切試驗也常被用來研究不同材料間接觸面的剪切特性，用以確定接觸面的強度和變形參數，比如：用于研究土與混凝土或鋼材，土與土工合成材料及不同土料之間的接觸面特性。

常規土工試驗一般研究飽和土樣的特性，試驗前需要對土樣進行飽和操作，但是現有的土工實驗設備尚無環形土樣的飽和器，在飽和過程對其進行保護，使試樣在浸水飽和過程中不發生吸水崩解，從而造成試樣破損。

發明內容

為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種結構簡單、操作方便、脫模過程中不易斷裂以及能提高土工環剪試驗制備飽和環形土樣的成活率的土工環剪試驗環形土樣飽和器。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種土工環剪試驗環形土樣飽和器，其特征在于：所述土工環剪試驗環形土樣飽和器包括圓盤、外側護環、內側護環以及中心螺桿；所述外側護環是由角鋼彎制形成，所述外側護環包括側壁以及橫壁；所述圓盤的外徑等于外側護環側壁的內徑；所述圓盤嵌入外側護環側壁中；所述內側護環置于圓盤的上表面并貼于外側護環的橫壁上；所述內側護環、圓盤、外側護環的側壁以及外側護環的橫壁形成土樣存放腔，待飽和土樣置于該土樣存放腔中；所述內側護環以及圓盤上均設置有中心螺桿通孔；所述中心螺桿穿過內側護環以及圓盤上的中心螺桿通孔；所述中心螺桿上設置有第一螺母以及第二螺母；所述第一螺母置于內側護環上表面，所述第一螺母的外徑大于內側護環上中心螺桿通孔的外徑；所述第二螺母置于圓盤下表面；所述第二螺母的外徑大于圓盤上中心螺桿通孔的外徑。

作為優選，本發明所采用的內側護環是上端設置有中心螺桿通孔、下端開口且腳部設置有薄壁環刀狀護環的圓桶狀結構；所述內側護環頂部的外邊緣向外部水平延伸并形成圓環形翼緣；所述內側護環的薄壁環刀狀護環設置在圓盤的上表面；所述內側護環的圓環形翼緣貼于外側護環的橫壁上。

作為優選，本發明所采用的外側護環是整體件或分體件；所述外側護環是分體件時，所述外側護環是由多個弧狀角鋼拼接而成。

作為優選，本發明所采用的土工環剪試驗環形土樣飽和器還包括設置在圓盤與外側護環的橫壁之間的圓環；所述圓環的外徑和內徑均與待飽和土樣的外徑和內徑相同。

作為優選，本發明所采用的圓盤上設置有透氣進水孔；所述透氣進水孔是一個或多個；所述透氣進水孔是多個時，多個透氣進水孔均布在圓盤上。

一種基于如上所述的土工環剪試驗環形土樣飽和器的飽和方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)將制備好的待飽和的環形土樣放置在圓盤上，保持待飽和的環形土樣的外徑與圓盤的外緣平齊；將外側護環放置在待飽和的環形土樣上，保護待飽和的環形土樣的外側，將內側護環放置在外側護環的橫壁上，保持內側護環腳部的薄壁環刀狀護環通過外側護環抵達圓盤；將中心螺桿穿過內側護環和圓盤上的中心螺桿通孔，擰緊中心螺桿上的第一螺母以及第二螺母，將待飽和的環形土樣固定在圓盤、外側護環和內側護環之間的土樣存放腔中；