[發明專利]用于生活垃圾土三軸試驗的制樣模具及制樣方法

在審

• 申請號: 202010710199.2
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111707526A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 張振營;范國楊;章佳躍;張佳禾;王僑娜;王邦;汪敏
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N1/28
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開了用于生活垃圾土三軸試驗的制樣模具及制樣方法。現有制樣模具脫模時易破壞試樣。本發明的圓柱形主模具由兩側部均伸出有榫接部的兩片弧形鋼片組成；兩片弧形鋼片榫接，并通過兩個鋼制卡箍壓緊；圓柱形主模具兩端均設有透水石，兩塊透水石分別通過上部限位套環和底部套環壓緊；上部限位套環可拆卸連接頂部套斗。本發明通過頂部套斗入料，避免撒漏；在四個位置進行徑向限位，兩端均軸向限位，能大幅度增加圓柱形主模具在擊實過程中的穩定性，從而保證生活垃圾土試樣的軸向和徑向尺寸；拆模時采取錯動的方式沿圓柱形主模具兩端方向拆模，以保證生活垃圾土試樣的完整性。

技術領域

本發明涉及土工試驗技術領域，具體涉及用于生活垃圾土三軸試驗的制樣模具及制樣方法。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展，城市化水平不斷提高，城市人口大量增加，人民生活質量越來越好，生活垃圾的產量也隨之逐年遞增。目前，垃圾填埋在國內外是一項有效且常用的處理方法，現有的生活垃圾填埋場面臨選址困難、填埋空間枯竭等一系列問題，垃圾圍城現象在部分地區也越加明顯，這給城市設計和環境治理帶來了巨大挑戰。垃圾的力學性能對填埋場的建設至關重要，對一個特定的填埋場來說，選擇合適的抗剪強度參數仍然是一項具有難度的工程問題，而三軸試驗則是一種很好的測試方法，為了保證試驗數據的準確性，制作一個完整的生活垃圾試樣是必不可少的。目前，還沒有關于生活垃圾土三軸試驗制樣模具及制樣方法。

常規的三軸試驗試樣制備方法多為土樣的制作，而生活垃圾土的成分復雜，是一種高度不均質材料，含有大量的有機質。當試驗材料為生活垃圾土時，常規三軸試驗模具主要存在如下三個問題：1.目前實驗室制備土樣的模具大多由三片扇形組成空心圓柱，生活垃圾土不同于一般土體，在配置好生活垃圾裝入空心圓柱時，常常由于人為操作因素導致試樣撒漏，致使填入的生活垃圾量減少。2.生活垃圾土在試樣制備完成后需要靜置較長時間，在這個過程中，生活垃圾土會因其粘性經常吸附在模具內表面上，常規的三片裝模具采用剝開的方式，往往在打開模具時使土體承受瞬時徑向力，而這種徑向力作用會影響試樣的脫模，經常會破壞試樣，導致試樣不完整。3.常規的三片裝模具一般由一個鋼圈限制其側向位移，在試樣制備過程中，經常會因擊實作用而產生移位現象，從而影響制樣的效果。上述這些問題都會給生活垃圾土的三軸試驗帶來極大的不確定因素。

發明內容

本發明是為了填補現有技術的不足,提供一種適用于生活垃圾土三軸試驗的制樣模具及制樣方法，實現裝樣時不損失生活垃圾材料，有效防止模具拆除時對試樣的損壞，以及確保軸向和徑向位移限定的目的。

本發明用于生活垃圾土三軸試驗的制樣模具，包括頂部套斗、上部限位套環、螺桿、透水石、圓柱形主模具、鋼制卡箍和底部套環。所述的圓柱形主模具由兩側部均伸出有榫接部的兩片弧形鋼片組成；榫接部與弧形鋼片一體成型，其中一片弧形鋼片的榫接部位于弧形鋼片側部靠上位置，另一片弧形鋼片的榫接部位于弧形鋼片側部靠下位置；兩片弧形鋼片榫接；每片弧形鋼片的外側壁設有一體成型的兩個承臺，兩個承臺將弧形鋼片沿軸向均分為三段；兩片弧形鋼片上軸向位置對齊的每兩個承臺上放置一個鋼制卡箍；鋼制卡箍通過螺栓緊固；上部限位套環和底部套環的中心孔均由小孔徑段和大孔徑段組成；底部套環的小孔徑段朝下設置；底部套環的大孔徑段內設有透水石；透水石與底部套環的大孔徑段間隙配合；所述的圓柱形主模具底端嵌入底部套環的大孔徑段內，并置于該透水石上；圓柱形主模具的底端外側壁與底部套環的大孔徑段間隙配合；所述圓柱形主模具的頂端也放置一塊透水石；上部限位套環的大孔徑段朝下；圓柱形主模具頂端嵌入上部限位套環的大孔徑段內；圓柱形主模具的頂端外側壁以及圓柱形主模具頂端的透水石均與上部限位套環的大孔徑段間隙配合；底部套環固定有沿周向均布的四根螺桿；上部限位套環開設有沿周向均布的四個定位槽口，每根螺桿頂端穿過一個定位槽口，并與螺母連接；上部限位套環壓緊圓柱形主模具頂端的透水石；上部限位套環與螺母之間設有減震環；所述上部限位套環的頂面位于中心孔外沿設有一體成型且同軸設置的對心定位環，頂部套斗底端端面開設有與對心定位環匹配的定位槽。