一种饱和无结构性黄土试样的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，配制硅酸钠混合溶液，步骤2，利用步骤1配制的混合溶液和黄土制备泥浆；步骤3，将步骤2制备得到的泥浆进行沉积静置处理；步骤4，将步骤3静置处理后的黄土块进行切削处理；步骤5，将步骤4切削后得到的黄土块样品进行过饱和冻结处理后，即得到饱和无结构性黄土试样。该方法制备出的试样可以很好的描述结构完全损伤黄土的力学性质。

Preparation method of a saturated unstructured loess sample

The invention discloses a method for preparing saturated unstructured loess sample, which is carried out in accordance with the following steps: step 1, preparing sodium silicate mixed solution, step 2, preparing mud with mixed solution and loess prepared by step 1, step 3, depositing mud prepared by step 2, step 4, and step 2. The loess block after the static treatment of Su 3 is cut, and the loess sample after cutting step 4 is supersaturated and frozen to obtain the saturated unstructured loess sample. The specimen prepared by this method can well describe the mechanical properties of loess with complete structural damage.

【技术实现步骤摘要】
一种饱和无结构性黄土试样的制备方法
本专利技术属于岩土工程测试
，涉及一种饱饱和无结构性黄土试样的制备方法。
技术介绍
在岩土损伤力学研究中，认为土结构实际的受力状态是土结构未损伤时的力学状态与土结构完全损伤时力学状态的加权平均。黄土作为一种典型的结构性土，在土结构未损伤时的力学状态可用原状黄土的力学性质进行描述，而结构完全损伤黄土即饱和无结构性黄土的力学状态描述时则需要在试验室制备饱和无结构性黄土的试样进行试验。在土力学中饱和无结构性土所处的状态是流塑的泥浆。由于无结构性泥浆的不可塑性，导致饱和无结构性土制备装样十分困难。目前研究结构完全损伤黄土力学性质时，大多近似的利用饱和重塑黄土进行模拟。但重塑黄土仍然具备一定的胶结排列特征，所以饱和重塑黄土不具有流塑特征，证明其依然具有一定的初始结构强度。也即是说，利用饱和重塑黄土模拟结构完全损伤黄土的力学性质是不合适的。同时，在制备重塑黄土时，通常要过1mm或2mm的筛网，这样人为地过滤掉较大粒径的土颗粒，造成制备的重塑试样与原土样的颗粒级配不同。因此，开发一种饱和无结构性黄土的制备及成样方法在岩土损伤力学研究中就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，该方法制备出的试样可以很好的描述结构完全损伤黄土的力学性质。本专利技术所采用的技术方案是，一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，配制硅酸钠混合溶液，步骤2，利用步骤1配制的混合溶液和黄土制备泥浆；步骤3，将步骤2制备得到的泥浆进行沉积静置处理；步骤4，将步骤3静置处理后的黄土块进行切削处理；步骤5，将步骤4切削后得到的黄土块样品进行过饱和冻结处理后，即得到饱和无结构性黄土试样。本专利技术的特点还在于，步骤1具体方法为：将蒸馏水和硅酸钠溶液按180～220：1的质量比混合；其中，硅酸钠溶液的质量浓度为2～4％。步骤2具体为，将步骤1制备的混合溶液与黄土体混合，然后再煮沸后形成泥浆。步骤2中，混合溶液与黄土的质量比为4～8：1。黄土的最优含水量为17％～21％。步骤2中，黄土在混合溶液中的浸泡时间为15天。步骤3具体为将充分搅拌形成的泥浆依次均匀灌入泥浆沉积筒中并放置于阴凉干燥处静置20天，让其自然沉积。步骤4中的切削尺寸，当制备侧限压缩试样时，切削成高为20mm，直径为61.8mm的圆柱体形状；当制备常规三轴试样时，切削成高为80mm，直径为39.1mm的圆柱体形状。步骤5具体为，利用饱和设备将步骤4切削后的黄土块样品进行过饱和冻结。步骤5进行过饱和处理后进行冷冻处理的温度为-4℃～-10℃条件下冻结1～2小时。本专利技术的有益效果是，本专利技术的饱和无结构性黄土试样的制备方法可以有效破坏黄土体原有的骨架结构，在模拟结构完全损伤破坏时的黄土的力学性质时提高了试验精度。与传统利用饱和重塑黄土代替结构完全损伤黄土相比，本专利技术的饱和无结构性黄土的制备及成样方法具有明显的优势。附图说明图1(a)～图1(g)分别为七个不同地区的黄土分别制备的三种试样进行室内侧限压缩试验所绘制的压缩曲线；图2(a)～图2(g)分别为七个不同地区的黄土分别制备的饱和重塑黄土试样及本专利技术方法制备的饱和无结构性黄土试样进行不同围压条件下的三轴剪切试验后绘制出的p-q子午平面中饱和重塑黄土与饱和无结构性黄土的强度曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，具体按以下步骤实施，步骤1，配制硅酸钠混合溶液，具体为，将纯净蒸馏水和硅酸钠溶液按180～220：1的质量比混合；其中，硅酸钠溶液的质量浓度为2～4％。步骤2，将步骤1制备的混合溶液与黄土体混合，然后再煮沸后形成泥浆，溶液质量与黄土质量之比为4～8：1。黄土体在浸泡煮沸之前控制其含水量为黄土体的最优含水量可以根据黄土击实试验测出，对于大多数黄土来说其最优含水量大致在17％-21％之间。步骤2中，黄土体在混合溶液中的浸泡时间为15天。步骤3，将步骤2制备好的泥浆进行沉积静置。具体来说，将充分搅拌形成的泥浆依次均匀灌入泥浆沉积筒中进行静置处理，沉积静置时间为20天。将灌满泥浆的沉积筒放置于阴凉干燥处，让其自然沉积，同时不宜将泥浆沉积筒放置于阳光下暴晒，以防止泥浆表面与中心干湿差异过大，造成泥浆表面出现应力集中而将泥浆表面拉裂形成贯穿性裂缝。步骤4，将步骤3得到的沉积静置后的底部黄土块进行切削，其切削尺寸以后续实验需要为准。比如侧限压缩试样、常规三轴试样等，其中侧限压缩试样为圆柱体，高为20mm，直径为61.8mm；常规三轴试样也为圆柱体，高为80mm，直径为39.1mm。步骤5，将步骤4切削得到的实验用黄土块样品进行过饱和冻结，即得到所需的饱和无结构性黄土，即利用真空抽气饱和设备对试样进行饱和处理后，在-4℃～-10℃条件下冻结1～2小时。在拆除饱和设备取出试样时会出现坍塌流动现象而不易装样。所以先将饱和后的无结构性黄土试样连同饱和器放入冰柜中进行冻结，最后可将冻结后的饱和无结构性黄土试样从饱和器中取出，装入相关试验仪器设备中进行试验。实施例1一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，具体按以下步骤实施，步骤1，将纯净蒸馏水和硅酸钠溶液按200：1的质量比混合；其中，硅酸钠溶液的质量浓度为2％。步骤2，将步骤1制备的混合溶液与黄土体混合，然后再煮沸后形成泥浆，溶液质量与黄土质量之比为6：1。黄土体在浸泡煮沸之前控制其含水量为黄土体的最优含水量可以根据黄土击实试验测出，对于大多数黄土来说其最优含水量为19％。黄土体在混合溶液中的浸泡时间为15天。步骤3，将充分搅拌形成的泥浆依次均匀灌入泥浆沉积筒中进行静置处理，沉积静置时间为20天。步骤4，将步骤3得到的沉积静置后的底部黄土块进行切削，其切削尺寸以后续实验需要为准。比如侧限压缩试样、常规三轴试样等，其中侧限压缩试样为圆柱体，高为20mm，直径为61.8mm；常规三轴试样也为圆柱体，高为80mm，直径为39.1mm。步骤5，将步骤4切削得到的实验用黄土块样品利用真空抽气饱和设备对试样进行饱和处理后，在-6℃条件下冻结1.5小时，即得到所需的饱和无结构性黄土。实施例2一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，具体按以下步骤实施，步骤1，将纯净蒸馏水和硅酸钠溶液按180：1的质量比混合；其中，硅酸钠溶液的质量浓度为3％。步骤2，将步骤1制备的混合溶液与黄土体混合，然后再煮沸后形成泥浆，溶液质量与黄土质量之比为4：1。黄土体在浸泡煮沸之前控制其含水量为黄土体的最优含水量可以根据黄土击实试验测出，对于大多数黄土来说其最优含水量为17％。黄土体在混合溶液中的浸泡时间为15天。步骤3，将充分搅拌形成的泥浆依次均匀灌入泥浆沉积筒中进行静置处理，沉积静置时间为20天。步骤4，将步骤3得到的沉积静置后的底部黄土块进行切削，其切削尺寸以后续实验需要为准。比如侧限压缩试样、常规三轴试样等，其中侧限压缩试样为圆柱体，高为20mm，直径为61.8mm；常规三轴试样也为圆柱体，高为80mm，直径为39.1mm。步骤5，将步骤4切削得到的实验用黄土块样品利用真空抽气饱和设备对试样进行饱和处理后，在-4℃条件下冻结1小时，即得到所需的饱和无结构性黄土。实施例3一种饱和无结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，配制硅酸钠混合溶液，步骤2，利用步骤1配制的混合溶液和黄土制备泥浆；步骤3，将步骤2制备得到的泥浆进行沉积静置处理；步骤4，将步骤3静置处理后的黄土块进行切削处理；步骤5，将步骤4切削后得到的黄土块样品进行过饱和冻结处理后，即得到饱和无结构性黄土试样。

【技术特征摘要】
1.一种饱和无结构性黄土试样的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，配制硅酸钠混合溶液，步骤2，利用步骤1配制的混合溶液和黄土制备泥浆；步骤3，将步骤2制备得到的泥浆进行沉积静置处理；步骤4，将步骤3静置处理后的黄土块进行切削处理；步骤5，将步骤4切削后得到的黄土块样品进行过饱和冻结处理后，即得到饱和无结构性黄土试样。2.根据权利要求1所述的饱和无结构性黄土试样的制备方法，其特征在于，所述的步骤1具体方法为：将蒸馏水和硅酸钠溶液按180～220：1的质量比混合；其中，所述的硅酸钠溶液的质量浓度为2～4％。3.根据权利要求1所述的饱和无结构性黄土试样的制备方法，其特征在于，所述的步骤2具体为，将步骤1制备的混合溶液与黄土体混合，然后再煮沸后形成泥浆。4.根据权利要求1所述的饱和无结构性黄土试样的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，混合溶液与黄土的质量比为4～8：1。5.根据权利要求1所述的饱和无结构性黄土试样的制备方法，其特征在于，所述的黄...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚峰，张宏刚，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61