[發明專利]一種鈣質砂三軸試驗試樣快速飽和方法

在審

• 申請號: 201910255134.0
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109883791A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 曠杜敏;龍志林;陳佳敏;閆超萍;鄧銳杰;段輝宇;柴維
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 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

本發明公開了一種鈣質砂三軸試驗試樣快速飽和方法，可以實現鈣質砂三軸試驗試樣的高效快速飽和，包括以下步驟：對鈣質砂顆粒試樣進行浸泡處理；將浸泡處理后鈣質砂顆粒試樣進行抽真空處理；將抽真空處理后鈣質砂顆粒試樣自然風干并測定其含水率；進行三軸試驗試樣制備并裝樣；對三軸試驗試樣進行水頭飽和處理；進一步對三軸試驗試樣進行反壓飽和處理直至完全飽和。本發明方法簡便可行，可有效地縮短鈣質砂三軸試驗試樣飽和時間，提高試樣飽和度，解決鈣質砂三軸試驗試樣難飽和的問題。

技術領域

本發明涉及巖土工程研究方法，具體涉及一種鈣質砂三軸試驗試樣快速飽和方法，屬于土木工程領域。

背景技術

鈣質砂在我國南海分布廣泛，隨著南海島礁工程建設的逐步開展，鈣質砂的物理力學性質備受研究者的關注，對鈣質砂三軸剪切特性進行研究時，其試樣飽和狀態對試驗結果的影響十分顯著，而由于鈣質砂顆粒內部豐富聯通孔隙以及盲孔的存在，采用常規的試樣飽和技術很難使鈣質砂三軸試驗試樣達到完全飽和狀態，從而影響人們對鈣質砂力學性狀的深入研究，因此找到一種快速高效的鈣質砂三軸試驗試樣飽和方法尤為重要。

一些學者嘗試利用多種不同的試驗飽和技術對鈣質砂三軸試驗試樣進行飽和，但均未取得較好效果。有研究者采用常規水頭飽和的方式對鈣質砂試樣進行飽和處理，但當試樣相對密實度較高時，飽和效果較差。也有研究者利用反壓飽和的方式對鈣質砂試樣進行飽和，該方法雖能一定程度地提高試樣飽和度，但如需達到完全飽和狀態，所施加的反壓需較大，對試驗儀器要求較高，且耗時較長，操作過程十分繁瑣。此外，也有研究學者嘗試采用二氧化碳飽和方法對鈣質砂試樣進行處理，雖能使試樣達到完全飽和狀態，但對試驗儀器要求較高，且試驗成本較高。因此，有必要提出一種簡便可行的鈣質砂三軸試驗試樣飽和方法。

發明內容

本發明的目的在于提出一種簡易可行、有效的鈣質砂三軸試驗試樣飽和方法，旨在提高鈣質砂試樣飽和度，并縮短飽和時間，解決三軸試驗過程中鈣質砂試樣飽和時間長、飽和度低的問題。

為了達到上述目的，本發明的具體技術方案如下：

一種鈣質砂三軸試驗試樣快速飽和方法，包括以下步驟：

a. 浸泡鈣質砂顆粒試樣：將一定量鈣質砂顆粒試樣平鋪置于容器中，注入無氣水并使水面高于鈣質砂顆粒試樣頂部，充分攪拌后進行浸泡處理；

b. 鈣質砂顆粒試樣真空飽和：將浸泡處理后鈣質砂顆粒試樣均勻平鋪置于密閉真空飽和裝置底部，緩慢注入無氣水，使水面高于試樣頂部，充分攪拌均勻后進行抽真空處理；

c. 鈣質砂顆粒試樣風干：將抽真空處理后鈣質砂顆粒試樣平鋪置于濾紙上，在室溫25℃條件下自然風干5-6小時；

d. 鈣質砂顆粒試樣含水率測定：對自然風干后試樣進行含水率測定；

e. 三軸試驗試樣制備：將自然風干處理后鈣質砂顆粒試樣按一定干密度在圓柱形制樣器內分層擊實試樣；

f. 三軸試驗試驗裝樣：將試樣連同制樣器一同置于三軸壓力室底座上，然后取下制樣器，將雙層橡皮膜套于試樣上，安裝壓力室外罩后利用壓力差注入圍壓液；

g. 三軸試樣水頭飽和：試樣裝載完畢后，設定圍壓為5 kPa，利用水頭壓力對試樣進行水頭飽和處理，通過體變管將水流從試樣底部注入，從試樣頂部溢出，直至注水端流入水量與溢出端流出水量相等，持續30 min后結束水頭飽和，飽和過程中維持水頭差50 cm；

h. 三軸試樣反壓飽和：重新設定圍壓值及反壓值，待圍壓、反壓以及孔壓均穩定后，即可依次逐級施加圍壓和反壓直至試樣達到飽和狀態。

進一步地，步驟a中，浸泡處理時間應大于30 min。

進一步地，步驟b中，抽真空處理所需壓力為100 kPa，所需抽真空處理時間為60min。