[發明專利]一種帶環刀定位槽的土樣制備裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 201711410331.2
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN107807030A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 魏建東;魏雨町
• 申請（專利權）人: 魏雨町
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及土工實驗研究領域，特別涉及一種帶環刀定位槽的土樣制備裝置及其使用方法。

背景技術

在飽和黏性土地區進行基礎工程施工時，地基或路基常常出現較大的沉降。為了研究及控制地基或路基的沉降，需要對飽和黏性土地區的地基土或路基土的流變特性和滲透特性進行試驗研究。飽和原狀黏性土試樣常常不易獲得，試驗研究以室內試驗為主，且多以飽和重塑黏性土試樣為研究對象。目前，制備飽和重塑黏性土試樣的方法有擊實法和泥漿固結法。由于擊實法制備的試樣常常出現分層現象，密實度不夠均勻，制備出的環刀試樣還需要在飽和器中飽和，制備試樣流程復雜，耗時較長，目前使用較少。泥漿固結法主要靠靜力加載，能較好地模擬天然土體在自重等長期荷載作用下的固結過程，可得到不同孔隙比的飽和黏性土試樣，制備的試樣密實度均勻，被廣泛應用。泥漿固結法制備試樣時使用固結筒，在試樣達到所需要的孔隙比后，需要將制備的土樣從固結筒中推出，這將會對土樣造成一次擾動；隨后再用環刀取樣，土樣又容易產生擠壓變形；也可能使部分土樣與環刀內壁不能緊密接觸。這些因素都會對試驗結果造成很大的影響，亟待對現有裝置進行改進。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的不足和問題，提供了一種帶環刀定位槽的土樣制備裝置及其使用方法。

本發明提供的一種帶環刀定位槽的土樣制備裝置及其使用方法，制備裝置主要包括制樣臺、制樣筒、環刀、水槽、加載機構，其特征在于：制樣筒為對半式圓筒，通過卡箍將兩個筒片組裝在一起，拼接處一側的筒片側面設有凹槽，凹槽內有橡膠條；制樣筒的內壁設有環刀定位槽，每個環刀定位槽內放置一個環刀；制樣筒下部有排水孔；制樣筒內部從下往上依次有透水石、濾紙、泥漿、濾紙、透水石和加壓板，加壓板有豎直的通孔；制樣筒放置在水槽內，水淹沒制樣筒；加載機構利用杠桿加壓至加壓板。本裝置通過不同的砝碼加載，加速泥漿固結，可得到不同孔隙比的試樣。在試樣的制備過程中，泥漿始終處于飽和狀態，可以得到飽和重塑黏性土環刀試樣。在取出試樣時，制樣筒水平放置，一個筒片在下，取走上方的筒片，取出多個環刀與土樣的粘結體，用切土刀切割各環刀兩端土體，得到各環刀試樣，該試樣即為滿足要求的飽和重塑黏性土環刀試樣。

優選地，所述水槽內部底板上有制樣筒固定槽，用于制樣筒的定位，保證其在制樣過程中穩定。

優選地，所述加壓板上表面有帶內螺紋的槽，傳力桿下端有相應的外螺紋，加壓板與傳力桿用螺紋連接。

優選地，所述的環刀定位槽深度等于環刀的壁厚，一端有與環刀的斜端面相對應的向內傾斜的端面。環刀定位槽剛好容納一個環刀。

優選地，所述的透水石和加壓板的外徑，比制樣筒的非環刀定位槽段的內徑小0.2毫米。這樣的設計，便于安裝透水石和加壓板，且保證不會從縫隙中漏漿。

優選地，所述的筒片與另一筒片拼接處凹槽的深度為5毫米，橡膠條在此方向的無壓力厚度為7毫米。制樣筒的兩個筒片間的接縫不透水，確保無微小顆粒從拼接縫漏出。

優選地，所述的環刀內徑61.8毫米、壁厚1.6毫米。

優選地，所述的制樣筒底部重疊放置兩塊透水石，其中上層透水石上表面高出排水孔最高處3毫米。

優選地，所述的水槽、制樣筒、加壓板、傳力桿、環刀、卡箍、螺栓組件的材質為不銹鋼。保證所得到的試樣不被鐵銹污染，也為了增加該裝置的使用壽命。

所述的帶環刀定位槽的土樣制備裝置的使用方法，主要包括以下步驟：

1) 準備多個環刀，內表面涂抹一層凡士林；

2) 將準備好的環刀依次放入一個內側向上、水平放置的筒片的環刀定位槽中，每個環刀定位槽內放入一個環刀；

3) 再取一個筒片，兩個筒片的凹槽內安裝橡膠條，第二個筒片扣在第一個筒片上，組成制樣筒，沿制樣筒長度方向均勻安裝三個卡箍，旋緊各螺母，使制樣筒的拼接縫密貼；

4) 將制樣筒有排水孔的一端，插入水槽中的制樣筒固定槽內；

5) 在制樣筒底部放兩塊透水石，并加蓋一層濾紙，然后將攪拌均勻的泥漿倒入制樣筒中，使泥漿上表面離制樣筒高端的端面50mm，將泥漿表面整平，泥漿上表面放一層濾紙，隨后放入一塊透水石；

6) 抬動杠桿并移動水槽，使加壓板進入制樣筒，壓在透水石上；

7) 向水槽內加水，直至水淹沒制樣筒最高端10mm，向砝碼盤中放置預先選定質量的砝碼，利用杠桿加壓至加壓板；