[發明專利]一種粘性土抗拉強度實驗圓柱形土樣的制樣方法

有效

• 申請號: 201711453656.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107941586B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 李國維;王愷楓
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明公開了一種粘性土抗拉強度實驗圓柱形土樣的制樣方法，在模具內沿圓柱形土樣的軸向分三層填裝粘性土，每填好一層進行壓實，同時通過在每一層土樣端部插入加強筋的方法來加強該層端部強度，使土樣分層接觸面和施加拉力的方向平行。本發明方法通過加強試樣端部強度和消除試樣在受拉方向的強度缺陷，達到試樣在拉應力分布區破壞從而獲得土樣抗拉強度真實值的目標。

技術領域

本發明公開了一種粘性土抗拉強度實驗圓柱形土樣的制樣方法。

背景技術

常規三軸抗拉試驗制作粘土試樣的方法是平行分層裝填(5層)，即施加拉力方向和土體分層接觸面垂直（如圖1）。不足有三，其一，各層間接觸面粘結力弱，易拉開；其二，裝填時分層擊實，下層受擊實功大、壓實度大，導致土體強度分布不均；其三，試樣兩端部附近在拉力作用下試樣的縮徑趨勢受到限制，除受拉力作用外，還受到剪力作用，是應力復雜區，不是嚴格受拉狀態。因此，試樣在受拉時首先在端部破壞，由于試樣自重的影響，試樣破壞面大都在上端部。因此，這種方法下測得的數據不能代表試樣的真實抗拉強度。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出一種粘性土抗拉強度實驗圓柱形土樣的制樣方法，可以使試樣在三軸抗拉強度實驗時破壞面發生試樣中部，處于試樣拉應力分布區，獲得具有代表性的粘性土抗拉強度值。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案：

一種粘性土抗拉強度實驗圓柱形土樣的制樣方法，在模具內沿圓柱形土樣的軸向分3層填裝粘性土，每填好1層進行壓實，使土樣分層接觸面和施加拉力的方向平行；包括以下幾個步驟：

第1步、制樣時全部試樣控制土重分三次加入，每次加三分之一，第一次加土后將第一層土的上表面在水平向刮平，然后將第一層土的上表面培成上凸的弧形斷面，然后在模具內沿第一層土的上部依次加入大半圓柱模和活塞，用活塞將第一層土壓實；

第2步、將第一層土的水平表面刮毛后加第二層土，第二層土的上表面刮成水平面，然后在模具內沿第二層土的上部依次加入小半圓柱模和活塞，用活塞將第二層土壓實；

第3步、將第二層土的上表面刮毛后加入第三層土，第三層土的上表面培成上凸的弧形表面，最后用活塞壓實。

第一層土上凸的弧形斷面的弧度與模具內腔的底部凹弧的弧度一致。

第三層土上表面的上凸的弧形表面的弧度與活塞的內凹圓柱面的弧度一致。

所述第1步中，先把圓柱形土樣模具放平，在模具中加入一層土后，在第一層土上依次放置大半圓柱模、活塞上蓋，進行第一次壓實，然后將模具直立放置，打開模具兩蓋板，在第一層土的兩端插加強筋，具體是在第一層土兩端的端面上沿垂直于端面的方向插入若干根加強筋，若干根加強筋沿第一層土端面均勻分布，再把模具放平，在第一層土上依次放置大半圓柱模、活塞上蓋，進行第二次壓實；

第二層土和第三層土的插加強筋方法同第一層土。

所述加強筋選擇彈性模量大于粘土的材料。

所述加強筋為竹筋。

有益效果：

相較于傳統制作粘土試樣的方法，本發明公開的一種粘性土抗拉強度實驗圓柱形土樣的制樣方法具有以下兩個優點，

第一：改變試樣的制作工藝，消除試樣水平分層擊實形成的薄弱面，使得試樣受拉時無原生強度缺陷。

第二、將試樣的端部加強，大于試樣中部強度，使得試樣的破壞位置發生在試樣中部,處于試樣拉應力分布區，從而使得用改進后試樣得到的三軸拉伸試驗數值更接近真實值。

附圖說明

圖1為現有試樣填裝法示意圖；

圖2為本發明土樣填裝法示意圖；