[發明專利]一種帶有側裝式彎曲元的三軸試驗土樣固定脫模裝置

在審

• 申請號: 202210575810.4
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114858559A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 左璐;高智慧;許領
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明涉及一種帶有側裝式彎曲元的三軸試驗土樣固定脫模裝置，包括定位套筒、彎曲元安裝耳一、彎曲元安裝耳二、定位鍵、排氣孔、固定環箍一、固定環箍二、土樣固定器。所述的土樣固定器安裝在定位凸臺上，彎曲元安裝耳一和彎曲元安裝耳二正交旋在彎曲元安裝孔，定位鍵插入彎曲元安裝耳一和彎曲元安裝耳二的內置鍵槽中，排氣孔旋入排氣口，固定環箍一安裝在定位套筒上部，固定環箍二安裝在土樣固定器上部。本發明實現了重塑土制樣過程中內置側裝式彎曲元槽口、側裝式彎曲元橡膠模脫模功能，也可保證重塑土和原狀土在側裝彎曲元過程中的精確定位，避免在彎曲元試驗中擾動土樣。

技術領域

本發明屬于巖土工程室內試驗測試技術領域，涉及一種三軸試驗土樣固定脫模裝置，尤其涉及一種帶有側裝式彎曲元的三軸試驗土樣固定脫模裝置。

背景技術

土體結構在小應變范圍(小于10^-3％)內保存完整，通常用小應變剛度作為刻畫該范圍土體結構的關鍵參數。在巖土工程室內試驗領域中，常規三軸試驗通常在中大應變范圍(大于10^-3％)內開展，不可避免會忽視掉小應變范圍內結構信息，導致完整結構信息丟失，無法捕捉到細微結構差異。除此之外，常規三軸試驗也無法對含水狀態變化下的土體結構演化過程進行連續定量刻畫。因此需要通過在常規三軸試驗中集成彎曲元系統，測定土體小應變剛度，從而實現土體結構精確刻畫。彎曲元系統能夠在保證測定精度的前提下控制土體剪切應變在小應變范圍內，通過彎曲元探頭將電信號與剪切波相互轉換，利用土樣內的剪切波波速計算得到小應變剛度。彎曲元探頭由可發射剪切波和壓縮波的片狀壓電陶瓷組成，寬約15mm，厚約2mm。壓電陶瓷片極性極為重要，安裝時，探頭分為發生端和接收端，分別插入土樣兩端，保證在安裝時探頭中性線過試樣中心，并且探頭必須處于同一平面內，這樣才不會影響信號的傳輸，才能便于波在土樣內部傳播。也能保證測試數據具有足夠精度和可信度。

通常通過在土樣豎直方向安裝彎曲元探頭完成小應變剛度參數測量，但無論是原狀土還是重塑土都具有土體結構各向異性特征，僅在豎向采用彎曲元系統測定小應變剛度參數則無法反映土體的這一特性。除此之外，在控制吸力的非飽和三軸試驗中，由于在試樣底部安裝的陶土板會限制豎向彎曲元的安裝，因此在非飽和三軸試驗中難以進行小應變剛度測量。帶有側裝式彎曲元的三軸測試能夠有效解決上述問題，成為探究土體各向異性、滿足吸力控制非飽和三軸試驗中小應變剛度測試的首選辦法。但是，側裝式彎曲元探頭在安裝過程中需要土體側邊開孔，若使用常規脫模器進行土樣制備，則在制樣過程中并不預留有側邊彎曲元槽口，制樣完成后再進行側邊開孔則會導致橡膠膜自有彈性對土樣產生擾動，而土樣擾動會對彎曲元試驗結果產生嚴重影響。同時由于后開孔位置控制困難，導致彎曲元探頭定位不準，剪切波與電信號傳輸受限。由此可見，現有技術手段由于不能在制樣時預留側裝彎曲元槽口，無法在側裝式彎曲元安裝過程中實現土樣固定、探頭定位及微擾動脫模，從而導致彎曲元試驗失敗率很高。

發明內容

為了解決背景技術中提到的技術問題，本發明提供了一種可以有效解決側裝式彎曲元制樣問題的重塑土制樣及側裝式彎曲元固定脫模裝置。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種帶有側裝式彎曲元的三軸試驗土樣固定脫模裝置，包括定位套筒、彎曲元安裝耳一、彎曲元安裝耳二、定位鍵、排氣孔、固定環箍一、固定環箍二、土樣固定器；

所述的定位套筒是由兩片相同的套筒組件構成，套筒組件為空心半圓柱，可以通過預留卡槽拼合成定位套筒，拼合后的定位套筒為上下開口的空心圓柱體，定位套筒上部內徑與土樣固定器外徑一致，在定位套筒內壁有定位凸臺，與土樣固定器底部相對應。定位凸臺下部的內徑于土樣固定器的內徑。定位套筒底部有四個脫模口，套筒組件底部有兩個脫模口，套筒組件上的脫模口的垂直平分線正交，拼合后與另一個套筒組件對應的脫模口在同一條直線上。