[發明專利]制備內含定向分布纖維的物化法改良土試樣的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011547479.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112577801B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 郭盼盼;龔曉南
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/38;G01N1/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種制備內含定向分布纖維的物化法改良土試樣的裝置及方法，該裝置包括可拆卸模具、擊實定位板、擊實錘系統和纖維定向篩；所述可拆卸模具包括底鋼板、兩塊外側鋼板、兩塊內側鋼板和若干螺紋鋼拉桿；底鋼板通過側面螺孔與自攻螺釘配合以固定側鋼板；外側鋼板內表面設有兩個用于嵌入內側鋼板的固定凹槽和一個用于固定擊實定位板和纖維定向篩的定位凹槽；內側鋼板內表面也設有定位凹槽，其尺寸及作用與外側鋼板定位凹槽相同；外側鋼板上部的貫穿螺孔與螺紋鋼拉桿配合以固定內外側鋼板；擊實定位板用于輔助擊實錘系統定位；纖維定向篩用于使纖維沿平行于螺紋鋼拉桿的方向分布。該裝置具有組裝方便、制樣精度高、擊實控制精確等優點。

技術領域

本發明屬于巖土工程地基處理技術領域，特別是涉及一種制備內含定向分布纖維的物化法改良土試樣的裝置及方法。

背景技術

隨著經濟社會的發展，高層建筑、高速鐵路、橋梁、隧道等工程建設逐漸向不良地質條件地區擴展、延伸。為使得不良地質條件地區的巖土材料的物理力學性質滿足工程建設的需要，往往需要進行地基處理。常用的地基處理技術包括物理法、化學法、生物法以及以上不同方法的結合。其中，將物理法和化學法相結合的物化法因改良效果顯著、操作方便等優點而得到了工程師和研究人員的高度關注。

在已有的物化法改良土技術中，將離散短纖維與其他的材料聯合使用是一種常用的有效手段。中國發明專利(申請公布號CN1932167)公開了一種短絲纖維加筋石灰土地基處理方法，該方法將短絲纖維和石灰相結合，具有成本不高且施工簡單的特點。中國發明專利(申請公布號CN104358198A)公開了一種纖維加筋固化土改良重載鐵路路基的方法，該方法將單絲束狀纖維和土壤固化劑(由硅鋁酸鹽、鐵鋁酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫鋁酸鹽、氯化物和氧化物組成)相結合，具有良好的強度和變形等工程特性。中國發明專利(申請公布號CN104846807A)公開了一種聚丙烯纖維加筋鹽漬土及其固化方法，該方法將聚丙烯纖維和石灰、粉煤灰相結合，具有可廣泛應用于鹽漬土固化等優點。中國發明專利(申請公布號CN106436679A)公開了一種含有玄武巖纖維和納米二氧化硅的加筋土及其制備方法，該方法將玄武巖纖維和納米二氧化硅相結合，可有效改善軟黏土的力學性能。上述方法的共同特點為，纖維在土體中的分布是隨機離散的。

然而，已有研究表明，由于受到現場施工或室內試樣制備方法的影響，纖維加筋土中纖維的分布是非均勻的，傾向于水平或近似水平分布。纖維的非均勻分布導致纖維加筋土的強度和變形具有各向異性特性，使得傳統的纖維加筋土本構模型和穩定性分析理論不再適用。針對該問題，相關研究主要采用理論分析或數值模擬的手段探討了纖維取向對纖維加筋土強度和變形特性的影響及其力學機理。此外，室內試驗是揭示規律、驗證理論及數值模型的重要手段，然而由于試樣制備的困難，采用試驗手段探究纖維取向的影響效應及其作用機理的研究十分少見。當纖維與其他材料聯合使用改良土體時，改良土的強度和變形特性必定受到纖維取向分布的影響，從而進一步影響本構模型、數值模擬及理論分析的適用性或精度。然而，與該問題相關的研究還未見報道。因此，有必要開展纖維取向對纖維和其他材料聯合改良土的力學特性的影響效應及其內在機理的研究，這對于促進地基處理技術的發展與應用具有重要意義。該研究的基礎工作之一，便是內含定向分布纖維的物化法改良土試樣的制備裝置及方法。

發明內容

本發明提供了一種內含定向分布纖維的物化法改良土試樣的制備裝置及方法，該裝置及方法操作簡單、成本低廉、精度高，可用于研究纖維取向對纖維和其他材料聯合改良土的力學特性的影響效應及其內在機理。

本發明采用以下技術方案：

一種內含定向分布纖維的物化法改良土試樣的制備裝置，包括可拆卸模具、擊實定位板、擊實錘系統、纖維定向篩；