[發明專利]一種無粘性土的非飽和三軸試樣制備方法

有效

• 申請號: 202111547037.2
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114397155B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 李京爽;朱耀庭;喻志發;諸葛愛軍;鄭愛榮
• 申請（專利權）人: 中交天津港灣工程研究院有限公司;中交第一航務工程局有限公司;天津港灣工程質量檢測中心有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發明公開了一種無粘性土的非飽和三軸試樣制備方法，首先將砂土按分層擊實方法在承膜筒內制樣，然后將承膜筒和其內的土樣整體移放至三軸儀底座上，將承膜筒下部外翻的橡皮膜下翻至三軸儀底座上，在試樣頂部放置有機玻璃圓板，承膜筒上部下翻的橡皮膜翻上來，包圍住有機玻璃圓板，有機玻璃圓板上設置有出氣接頭，將該出氣接頭與吸水球連接，然后利用吸水球吸取橡皮膜內試樣中的空氣，這樣試樣便能在橡皮膜外的大氣壓力作用下在自重作用下保持站立；然后將承膜筒向上抬升，使承膜筒與橡皮膜脫離；然后安裝試樣進行正常試樣流程，避免了對三軸儀損害，可制備多個試樣備用，試驗效率高。

技術領域

本發明屬于土工試驗中靜、動力三軸試驗技術領域，用于無粘性土的含水率較小的非飽和三軸試樣，也可用于干燥的三軸試樣制備。

背景技術

三軸試驗中難免遇到無粘性土如砂土的試驗，目前對于含水率較小和干燥的非飽和砂土試樣的制備大體步驟為，首先在壓力室底座上依次放上不透水板、橡皮膜和對開圓模，為保證均勻性，將非飽砂土分層填入對開圓模內，再按預定的密度進行擊實。這種制樣方法，若操作不慎，砂粒極易掉落到三軸儀的圍壓腔內。另外，含水率較小的非飽和砂土雖然含有一定的水分，但其黏聚力較小，而干燥砂土之間則完全無粘聚力，若將其擊實到一定密實度，需要較大的擊實功。由于三軸儀的精密軸向加載裝置均在底座下方，直接在三軸儀上進行擊實或擊實手段易對儀器造成損害。采取以上方法制備砂土試樣的根本原因是含水率較小或干砂土自身不像粘性土一樣具有粘聚力，難以在自身重力下保持成型，但是此過程卻易對儀器造成損害。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，而提供一種無粘性土的非飽和三軸試樣制備方法，用于無粘性土的含水率較小的非飽和三軸試樣，也可用于干燥的三軸試樣制備。

一種無粘性土的非飽和三軸試樣制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將配制好含水率的砂土按分層擊實方法在特制高度的承膜筒內制樣；

步驟2，步驟1的制樣完畢后，將承膜筒和其內的土樣整體移放至三軸儀底座上；

步驟3，將承膜筒下部外翻的橡皮膜下翻至三軸儀底座上，并用橡皮筋箍緊底座上的橡皮膜；在試樣頂部放置有機玻璃圓板，有機玻璃圓板的直徑要略小于承膜筒的內徑，將承膜筒上部下翻的橡皮膜翻上來，包圍住有機玻璃圓板，并用橡皮膜環箍緊在有機玻璃圓板上的橡皮膜，包裹試樣的橡皮膜由于上下分別有橡皮筋和橡皮膜環箍緊，使試樣形成與大氣隔絕的封閉空間；有機玻璃圓板上設置有出氣接頭，將該出氣接頭與吸水球連接，然后利用吸水球吸取橡皮膜內試樣中的空氣，這樣試樣便能在橡皮膜外的大氣壓力作用下在自重作用下保持站立；然后將承膜筒向上抬升，使承膜筒與橡皮膜脫離；

步驟4，取下承膜筒后，用三瓣膜或者對開膜圍護試樣；然后卸下吸水球，使試樣內部與大氣相通；取下帶吸氣孔的有機玻璃圓板；

步驟5，安裝三軸試樣的壓頭，然后操作三軸儀對試樣施加負壓，卸下試樣周邊的三瓣膜或對開模，試樣便在負壓作用下保持站立；此后可按常規三軸儀操作步驟測量試樣尺寸、安裝圍壓腔罩及開始試驗。

在上述技術方案中，承膜筒為上下開口的圓筒型，其筒壁上設置有一氣嘴。

在上述技術方案中，不同于常規承膜筒的是承膜筒的高度為試樣高度+2個透水板厚度。

在上述技術方案中，在有機玻璃圓板的中央位置設置有通孔，通孔中嵌有一段硬塑料管并外接橡皮軟管作為出氣接頭。

在上述技術方案中，步驟1包括以下步驟：

a)在承膜筒內套上橡皮膜，使橡皮膜的上下各外翻出承膜筒的上下端口，并且外翻部分用橡皮筋扣緊；然后用吸水球通過承模筒外側的氣嘴吸取膜筒和橡皮膜之間的空氣，使橡皮膜緊貼承膜筒內壁；

b)將試樣用透水板平放在桌面上，然后放上剪好的圓型濾紙片，再將套有橡皮膜的承膜筒套在透水板上；