[發(fā)明專利]一種標準重塑土樣雙向壓樣裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910948546.2
• 申請日: 2019-10-08
• 公開（公告）號: CN110567778B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬文國;張剛;楊有貞;張帆宇
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本發(fā)明公開了一種標準重塑土樣雙向壓樣裝置及方法，包括底座與上部固定平臺，底座與上部固定平臺之間由反力架連接。上部固定平臺的中心處設(shè)置有豎直向下的上電動推桿，底座的中心處設(shè)置有豎直向上的下電動推桿，上下電動推桿與制樣筒的中心在一條直線上，上部固定平臺和底座上均設(shè)置有電動推桿所需的適配器和開關(guān)與速度控制器。反力架中間部位設(shè)置有與上部固定平臺平行的制樣筒固定平臺，該平臺上固定裝有不銹鋼制樣筒，不銹鋼制樣筒的上部與下部設(shè)置限位堵頭，對不銹鋼制樣筒內(nèi)壁進行磨光處理，該裝置可實現(xiàn)對土樣的上下面同時進行壓實，降低了不銹鋼制樣筒與土樣之間摩擦的影響，可以壓制出結(jié)構(gòu)相同、密度均勻和脫模損失最小的標準重塑土樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土工試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種標準重塑土樣雙向壓樣裝置及方法。

背景技術(shù)

近些年，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進入了一個前所未有的新階段，既有三峽大壩、縱橫高速鐵路網(wǎng)和港珠澳大橋等一批高難度技術(shù)的超級工程，也有各種市政建設(shè)中超大型深基坑開挖等基礎(chǔ)工程。不論是高難度技術(shù)的超級工程還是錯綜復(fù)雜的地下空間工程都需要建立在巖土體上，這就是所謂的基礎(chǔ)不牢地動山搖的道理。巖土體的受力特性及其極限強度是這些工程首要面臨的問題，只有解決好巖土體地基基礎(chǔ)的問題，才可以建造出各種安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)設(shè)施。要研究地基基礎(chǔ)的安全與穩(wěn)定，必須對巖土體進行現(xiàn)場和室內(nèi)試驗研究，室內(nèi)測試巖土的力學(xué)特性和強度試驗最主要的實驗設(shè)備是各種三軸試驗儀器，比如，靜三軸、動三軸和動單剪等儀器。由于土體本身所具有的多相性和不均勻性，加上原位測試試驗的成本較高，有時候更需要排除土力學(xué)性質(zhì)的其它影響因素，比如結(jié)構(gòu)性和各向異性等，這就意味有必要將現(xiàn)場取回的巖土制成各向同性的重塑土樣再進行試驗，為保證試驗數(shù)據(jù)的可比性，必須使制備的試樣滿足結(jié)構(gòu)相同和密度均勻的要求，這在很大程度上將依賴于所采用的制樣設(shè)備及方法。根據(jù)國家土工試驗規(guī)程，制備重塑土樣需要嚴格控制其密度，以保證平行試驗數(shù)據(jù)可重復(fù)性的要求。傳統(tǒng)重塑土樣的制備方法采用分層擊實法或分層壓實法，這類方法存在各層土的實際擊實能量差異較大，在精確控制土樣均勻性方面有著較大的不足和難度。本文就如何制備滿足三軸類儀器所需的高精度圓柱形重塑土樣進行了制樣工具的設(shè)計，更好的解決了試驗土樣結(jié)構(gòu)統(tǒng)一和密度均勻的問題。

室內(nèi)常見的制樣方法包括擊實法和壓樣法，但它們具有如下主要缺陷：(1)手動擊實，擊實計數(shù)容易出錯，很難控制每層采用土樣獲得相同的能量進行擊實；(2)每層土之間需要刮毛，刮毛的深度和位置的不均將引起層間銜接不均勻，由于擊實能量不同，仍然出現(xiàn)層與層間的密度不同；綜上所述，擊實法和壓樣法很難保證一批試樣具有相同的結(jié)構(gòu)和均勻的密度。

又如中國專利公開號：CN207600815U，授權(quán)公開日：2018.07.10，發(fā)明名稱為“雙重壓縮土樣制備裝置”，該申請案中公開的雙重壓縮土樣制備裝置雖然設(shè)置了上壓件和下壓件，但是實際上上壓件只能通過調(diào)節(jié)上下位置限制土樣向上移動，并不能對土樣起到主動施壓的作用。在實際操作中，如此制出的試樣，由于試樣與制樣筒之間的摩擦力較大，導(dǎo)致下部的液壓力在傳到中上部時已經(jīng)減小了很多，所壓制出的試樣在中上部的位置處存在很多氣孔，導(dǎo)致制出的試樣在中上部的密度不能滿足測試的要求，而且上述專利在壓制過程中是將土樣按質(zhì)量平均分成三份分三次進行壓制，如此操作在對試樣進行實際測試中，壓制好的試樣通常會在分層處表現(xiàn)出界面效應(yīng)，從而不能體現(xiàn)出均勻試樣的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的制備出的重塑土樣結(jié)構(gòu)不相同和密度不均勻的問題，提供一種標準重塑土樣雙向壓樣裝置及方法，其應(yīng)用時能夠制備出結(jié)構(gòu)相同、密度均勻的重塑土樣的制作裝置，以制備滿足土工試驗規(guī)程要求的結(jié)構(gòu)相同、密度均勻且不受人為因素影響的高質(zhì)量重塑土樣。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：