一种节理性土工三轴试验制样方法技术

技术编号:16174102 阅读:49 留言:0更新日期:2017-09-09 01:46
本发明专利技术涉及一种节理性土工三轴试验制样方法,该方法中目标试样由各节理划分出的子试样构成,选择一处于边缘位置的第一子试样,根据其余子试样的形状大小选取与之形状大小相同的成模试块,成模试块为单一试块或者组合试块;将成模试块和与土料按位置放入成模套筒并进行加压;将成型的试样取出并将其当作成模试块,重复上述步骤制作与第一子试样相邻的下一个子试样,直至制得目标试样;在制作过程中,对各子试样之间节理位置所在的自然接触面不进行刮毛处理,即可将这两接触面作为节理面。本发明专利技术制样方法采用了静压分层制样的方式,通过成模试块之间的不同组合,可制作倾角为0°~90°、不同节理数量的贯通型或非贯通型节理试样。

【技术实现步骤摘要】
一种节理性土工三轴试验制样方法
本专利技术涉及节理性试样制作
,尤其涉及一种节理性土工三轴试验制样方法。
技术介绍
节理在黄土中分布广泛,节理的存在为降雨通过浅表黄土通向深部黄土下渗提供了通道,但是这极易引起湿陷性极强的黄土结构发生失稳,降低边坡的稳定性。因此,节理性黄土的物理力学特性引起了学术界和工程界的广泛关注。由于节理面的抗拉强度极低,在野外取样、室内试验削样过程中,节理面极易开裂,影响试验进程及试验的成功率。因此,探究一种人工制作含节理的重塑制样方法和制样器对于研究节理性黄土的物理力学特性极为重要。传统的三轴试验试样的制作方法有两种,即“分三层击实法”重塑制样和“静压制样法”,但是它们都无法制作含节理的三轴试样,更不能制作出含不同倾角的节理性试样。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种节理性土工三轴试验制样方法,以制作出含不同节理倾角和不同节理数量的三轴试验试样,进而提高三轴试验的效率与准确性。为解决上述问题,本专利技术所述的一种节理性土工三轴试验制样方法,该方法包括:步骤S1、确定目标试样的节理相关数据,并根据所述目标试样中各子试样的体积和预设试样密度,计算出各子试样所需的土料质量;其中,所述节理相关数据包括节理数量、各节理的位置信息和倾角信息,所述目标试样由各节理划分出的子试样构成;步骤S2、在所述目标试样中选择一处于边缘位置的第一子试样,根据其余子试样的形状大小选取与之形状大小相同的成模试块;其中,所述成模试块为单一试块或者组合试块;步骤S3、按照所述成模试块和所述第一子试样在所述目标试样中的上下或左右位置关系,依序将所述成模试块和与所述第一子试样对应的土料放入成模套筒,并对该土料进行加压使所述第一子试样成型;步骤S4、将成型的所述第一子试样从所述成模套筒取出,并将当前已成型的子试样当作成模试块,重复步骤S2~S3制作与所述第一子试样相邻的下一个子试样,直至制得所述目标试样;在制作过程中,对各子试样之间节理位置所在的自然接触面不进行刮毛处理,即可将这两接触面作为节理面。优选地,所述成模试块由以下任意单一试块构成或其自身组合构成,或者由以下任意试块间的任意组合构成:不同形状大小、截面呈方形或直角三角形的试块,且这些试块具有与所述成模套筒内壁弧度相适应的弧面。优选地,所述截面呈直角三角形的试块具有30°角、45°角或者15°角。优选地,在步骤S3中将所述成模试块和土料放入所述成模套筒之前,将下承柱置于所述成模套筒的底部,在放好所述成模试块和土料之后,接着放上上承柱;所述步骤S3中对该土料进行加压使所述第一子试样成型,包括:将所述成模套筒整体置于反力架的油泵上,操作加载杆使油泵上升对土料进行加压,直至所述上承柱完全进入所述成模套筒停止加压,静置使所述第一子试样成型。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、本专利技术制样方法采用了静压分层制样的方式,将分层制样时对各子试样之间节理位置所在的自然接触面不进行刮毛处理,因此分层接触面即可认为是节理面;从一处于边缘位置的第一子试样开始,在成模试块的配合下依次制作出目标试样中的所有子试样,可制作倾角为0°~90°和不同节理数量的贯通型或非贯通型节理试样。2、本专利技术制样方法对探究含不同倾角和/不同数量的节理性试样的力学特性有重要作用,能够有效提高三轴试验的效率与准确性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为现有技术中制样器的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的含水平节理目标试样的制作工艺图。图3为本专利技术实施例提供的含45°倾角节理目标试样的制作工艺图。图4为本专利技术实施例提供的含30°倾角节理目标试样的制作工艺图。图5为本专利技术实施例提供的含15°倾角节理目标试样的制作工艺图。图6为本专利技术实施例提供的含竖向节理目标试样的制作工艺图。图中:1—顶盖,2—套筒,3—反力架,4—油泵,5—加载杆。具体实施方式参考图1~图6,其中,图1示出了一种现有制样器的结构示意图,其包括反力架3、设在该反力架3底板上的油泵4和加载杆5、用于成模的套筒2、上承柱2、下承柱5以及顶盖1和脱模柱8;制样时,上承柱2和下承柱5放于套筒2顶部和底部,套筒2放在油泵4上,操作操作杆7可以使油泵4加压和泄压,反力架3顶板上具有直径与套筒2内径相等的圆柱型通道,供套筒2内的试样穿出,加压前将顶盖1放于反力架3顶板圆柱型通道下方以抵住上承柱2。在本专利技术制作目标试样的流程图中,除了成模试块其它的设备结构均是现有技术,由于流程中图比较多且结构顺序有变动,为了便于理解制作流程,就将其部件名称直接写在其部件上。实施例1本专利技术节理性土工三轴试验制样方法的具体步骤如下:步骤S1、确定目标试样的节理相关数据,并根据目标试样中各子试样的体积和预设试样密度,计算出各子试样所需的土料质量。在实际应用中,通常都是现有目标试样(最终想要得到的试样)的设计图或者构思,通过这个设计图或者构思可以确定出该目标试样中节理数量、各节理的位置信息和倾角信息等节理相关数据,比如一条位于中部的贯通型水平节理、两条均布且相互平行的45°倾角节理,可以理解的是,目标试样由各节理划分出的子试样构成,如目标试样有一条贯通型节理,那它就有两个子试样;当节理为非贯通型时,以该节理的前后延长线来划分子试样,只不过在制作过程中将该延长线上非贯通的位置进行刮毛处理即可。步骤S2、在目标试样中选择一处于边缘位置的第一子试样,根据其余子试样的形状大小选取与之形状大小相同的成模试块。其中,供选择的成模试块有不同形状大小、截面呈方形(包括长方形和正方形)或直角三角形的试块,且这些试块具有与成模套筒内壁弧度相适应的弧面;这里截面指的是纵向截面,可以理解的是,截面呈方形的试块用于制作水平或竖直的节理或者用于当垫块,截面呈直角三角形的试块,利用其斜边与直角边形成的0°~90°夹角(不包含0°和90°)制作不同倾角的节理,其中,直角有利于试块在成模套筒里的摆放和贴合;选取的成模试块可以是以上任意单一试块,也可以是任意的组合试块(这里“单一”和“组合”强调的是数量而不是种类),比如任意单一试块自身的组合或者任意试块间的任意组合,这取决于其余子试样的形状大小和备用的成模试块之间的配合情况。为了便于推进制作过程,我们在目标试样中选择一处于边缘位置的第一子试样开始制作,该边缘位置可以是最上、最下或者是最左、最右。步骤S3、按照成模试块和第一子试样在目标试样中的上下或左右位置关系,依序将成模试块和与第一子试样对应的土料放入成模套筒,并对该土料进行加压使第一子试样成型。比如,当成模试块在第一子试样上方,那就先放土料,后放成模试块;当成模试块在第一子试样左边或右边时,那就先放成模试块再放土料,能避免土料乱散造成不便。其中,与第一子试样对应的土料指步骤S1中计算出所需质量的土料。步骤S4、将成型的第一子试样从成模套筒取出,并将当前已成型的子试样当作成模试块,重复步骤S2~S3制作与第一子试样相邻的下一个子试样,直至制得目标试样。在制作过程中,对各子试样之间节理位置所在的自然接触面不进行刮毛处理,即可将这两接触面作为节理面。也就是说,对于贯通型节理,则对形成该节理的两子试样的自然接触面整面不进行刮毛处理,而对于非贯通型节理,则只需对形成该节理的本文档来自技高网...
一种节理性土工三轴试验制样方法

【技术保护点】
一种节理性土工三轴试验制样方法,该方法包括:步骤S1、确定目标试样的节理相关数据,并根据所述目标试样中各子试样的体积和预设试样密度,计算出各子试样所需的土料质量;其中,所述节理相关数据包括节理数量、各节理的位置信息和倾角信息,所述目标试样由各节理划分出的子试样构成;步骤S2、在所述目标试样中选择一处于边缘位置的第一子试样,根据其余子试样的形状大小选取与之形状大小相同的成模试块;其中,所述成模试块为单一试块或者组合试块;步骤S3、按照所述成模试块和所述第一子试样在所述目标试样中的上下或左右位置关系,依序将所述成模试块和与所述第一子试样对应的土料放入成模套筒,并对该土料进行加压使所述第一子试样成型;步骤S4、将成型的所述第一子试样从所述成模套筒取出,并将当前已成型的子试样当作成模试块,重复步骤S2~S3制作与所述第一子试样相邻的下一个子试样,直至制得所述目标试样;在制作过程中,对各子试样之间节理位置所在的自然接触面不进行刮毛处理,即可将这两接触面作为节理面。

【技术特征摘要】
1.一种节理性土工三轴试验制样方法,该方法包括:步骤S1、确定目标试样的节理相关数据,并根据所述目标试样中各子试样的体积和预设试样密度,计算出各子试样所需的土料质量;其中,所述节理相关数据包括节理数量、各节理的位置信息和倾角信息,所述目标试样由各节理划分出的子试样构成;步骤S2、在所述目标试样中选择一处于边缘位置的第一子试样,根据其余子试样的形状大小选取与之形状大小相同的成模试块;其中,所述成模试块为单一试块或者组合试块;步骤S3、按照所述成模试块和所述第一子试样在所述目标试样中的上下或左右位置关系,依序将所述成模试块和与所述第一子试样对应的土料放入成模套筒,并对该土料进行加压使所述第一子试样成型;步骤S4、将成型的所述第一子试样从所述成模套筒取出,并将当前已成型的子试样当作成模试块,重复步骤S2~S3制作与所述第一子试样相邻的下一个子试样,直至制得所述目标试样;在制作过程中,对...

【专利技术属性】
技术研发人员:王丽丽梁庆国孙文王峻王平王谦夏坤董林
申请(专利权)人:甘肃省地震局
类型:发明
国别省市:甘肃,62

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