[發明專利]一種制備軟土夾層的三層土樣的模型箱及制樣方法

有效

• 申請號: 201911068123.8
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110658044B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 趙維;安寶豐;劉春鵬
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于建設工程技術領域，提供了一種制備軟土夾層的三層土樣的模型箱及制樣方法，包括無底無蓋箱體、平面頂板、弧形底板、可拆卸的加高箱體和排水孔；其中，平面頂板與無底無蓋箱體的上端通過連接板緊密拼裝在一起，弧形底板與可拆卸的加高箱體的下端通過連接板緊密拼裝在一起，可拆卸的加高箱體的上端與無底無蓋箱體的下端通過連接板緊密拼裝在一起；平面頂板和弧形底板上均設置有排水孔。本模型箱可以滿足某些特殊三層土體模型的制作要求，通過創新性地將三層土的位置顛倒進行固結，安裝底板，再將模型箱顛倒擺正，拆除頂板，就可以制成符合試驗要求的土樣。制作過程簡單方便，對模型擾動小。

技術領域

本發明屬于建設工程技術領域，涉及一種在離心機中使用的制備三層土樣的模型箱及制樣方法。

背景技術

土工離心機在巖土工程物理模型實驗中發揮重要作用。在土樣室內和離心模型試驗的進行過程中，都需要制備土樣。但常規模型箱通常只能對一種土進行加壓固結，或按照由下至上順序分層擊實。而在實際工程中常常會涉及到多層土及軟夾層土體的問題，這樣就需要制作多層土的模型進行試驗。例如進行模型試驗有三層不同土時，砂土在上層，軟黏土在中層，強度較高的土體在下層。由于試驗要求砂土要具有一定的密實度，但砂土層在黏土層上方，按照常規土樣制備方法對砂土進行擊實會導致其下方的軟黏土產生擾動，影響試驗結果。這時就需要一種新型的可以制備三層土樣的模型箱。

發明內容

本發明提出了一種在離心機中使用的制備三層土樣的模型箱及土樣制備方法，克服了在常規模型箱無法制備多層土的缺點。該裝置通過在制作土樣前安裝頂板，將砂土首先放入模型箱中擊實到相應的擊實度，然后將泥漿倒在砂土的上方進行固結，固結完成后，將高出箱沿的土體刮至與箱沿齊平，同時在底板中制備好強度較高的土體，安裝底板，再將模型箱翻轉180°，拆除頂板，即可制成上層砂土、中層軟黏土，下層為強度較高土體的模型。

本發明的技術方案：

一種制備軟土夾層的三層土樣的模型箱，包括無底無蓋箱體1、平面頂板2、弧形底板3、可拆卸的加高箱體6和排水孔7；其中，平面頂板2與無底無蓋箱體1的上端通過連接板4緊密拼裝在一起，弧形底板3與可拆卸的加高箱體6的下端通過連接板4緊密拼裝在一起，可拆卸的加高箱體6的上端與無底無蓋箱體1的下端通過連接板4緊密拼裝在一起；平面頂板2和弧形底板3上均設置有排水孔7。

一種制備軟土夾層的三層土樣的制樣方法，將砂土倒入模型箱中并擊實到規定的擊實度，再將攪拌均勻的泥漿裝入模型箱中，由于土體固結過程中出現沉降，因此利用模型箱中的可拆卸的加高箱體6將無底無蓋箱體1暫時加高，再進行中層軟黏土的固結；在固結完成后將土體上部的排水板、土工布、濾紙取下，將可拆卸的加高箱體6拆除，并將高出模型箱上沿的部分土體刮除，使剩余的軟黏土高度與無底無蓋箱體1上端齊平；在弧形底板3中制作較高強度的土體，強度較高土體制備完畢后，將弧形底板3與無底無蓋箱體2下端通過連接板4連接在一起；接下來將模型箱顛倒翻正并拆除平面頂板1，即制備出上層為砂土、中層為軟黏土、下層為強度較高土體的土樣。

本發明的有益效果：常規的模型箱只能對一種土進行加壓固結，本模型箱可以滿足某些特殊三層土體模型的制作要求，通過創新性地將三層土的位置顛倒進行固結，安裝底板，再將模型箱顛倒擺正，拆除頂板，就可以制成符合試驗要求的土樣。制作過程簡單方便，對模型擾動小。本發明制樣方法的優點是模型制作過程簡單方便，對土層擾動小，可以滿足某些特殊三層土體模型的制作要求。

附圖說明

圖1是本模型箱的主視圖。

圖2是連接加高箱體后模型箱的主視圖。

圖3是本模型箱平面頂板的示意圖。

圖4是本模型箱弧形底板的示意圖。

圖中：1平面頂板；2無底無蓋箱體；3弧形底板；4連接板；5螺絲孔；6可拆卸的加高箱體；7排水孔。

具體實施方式