一种砂土地基模型试验中的砂土地基模型的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种砂土地基模型试验中的砂土地基模型的制备方法，其操作为：A、出砂孔孔径的确定：根据拟制备砂土地基模型的相对密实度Dr，计算出砂头的出砂孔孔径d(mm)，d＝22.41‑0.25Dr，其中d≥4Dmax，Dmax为砂土最大粒径；B、出砂头的开孔：在出砂头底部开设孔径为A步确定的出砂孔孔径d的出砂孔；C、模型的制备：将B步制得的出砂头的顶部通过软管与砂桶连通，在80cm～100cm的落距条件下，通过出砂头的出砂孔向其正下方的模型箱滴漏撒砂，至模型箱内的砂样达到设定的厚度即可。制备的砂土地基模型的相对密实度误差小、准确度高，试验得出的数据可靠性好；可为在砂土地基上修建工程结构物时的设计和施工提供更可靠的试验数据，更好的保证工程结构物的安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种砂土地基模型试验中的砂土地基模型的制备方法。
技术介绍
砂土地基模型试验通过在实验室内对制备的砂土地基模型施加荷载，测试砂土地基模型的变形和破坏性状，得出砂土地基的应变与荷载的关系，从而为在相应的砂土地基上修建工程结构物时提供设计和施工的试验数据，以保证工程结构物的安全。砂土模型的力学性质主要由相对密实度决定，砂土地基模型的相对密实度是直接影响试验数据和结果的重要指标，制备的砂土地基模型应尽量保证相对密实度的准确性。现有的砂土地基模型主要通过砂雨法制备，其步骤是：(1)根据砂粒的最大粒径Dmax确定出砂头(顶部与进砂软管连通、底部布设出砂孔的圆筒)的出砂孔孔径d(防止砂粒堵塞出砂孔，需满足d≥4Dmax)；(2)将砂桶内的砂样通过软管由同一出砂头，在规定的落距条件下漏出(形成砂雨)滴落在模型箱内，得到一个砂土地基模型；(3)在不同落距条件下制备多个砂土地基模型，测定每个砂土地基模型的相对密实度，将这些相对密实度、落距数据点，绘制在直角坐标系中，选用双曲线函数对数据点进行拟合，得到相对密实度和落距之间的函数关系式；(4)根据拟试验砂土地基模型的相对密实度，用拟合得到的函数关系式确定出制备试验砂土地基模型的落距，在该落距下采用(2)步的方法制备得到进行砂土地基模型试验使用的砂土地基模型。以上制备砂土地基模型的方法，存在以下不足：(1)采用双曲线函数拟合得到的相对密实度和落距之间关系式为非线性，根据拟试验砂土地基模型的相对密实度计算得出的落距误差大、精确度低；尤其当砂土地基模型的相对密实度较小时，相对密实度与落距呈更强的非线性关系，即使落距较小的改变也会导致相对密实度较大的变化，计算得出的落距误差更大；(2)由于相对密实度和落距之间是一一对应关系，根据拟试验砂土地基模型的相对密实度，用拟合得到的函数关系式确定出的落距为一固定值。在砂土地基模型的制备过程中，落距不易精确控制，会导致制备的砂土地基模型相对密实度误差大、准确度低，得出的试验数据可靠性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种砂土地基模型试验中的砂土地基模型的制备方法，用该方法制备的砂土地基模型的相对密实度与拟试验的相对密实度误差小、精确度高，试验得出的试验数据可靠性好；从而为在砂土地基上修建工程结构物时的设计和施工提供更可靠的试验数据，更好的保证工程结构物的安全。本专利技术实现其专利技术目的所采用的技术方案是，一种砂土地基模型试验中的砂土地基模型的制备方法，其操作步骤为：A、出砂孔孔径的确定：根据拟制备砂土地基模型的相对密实度Dr，计算出砂头的出砂孔孔径d(mm)，d＝22.41-0.25Dr；B、出砂头的开孔：在出砂头的底部开设孔径为A步确定的出砂孔孔径d的出砂孔；C、模型的制备：将B步制得的出砂头的顶部通过软管与砂桶连通，在80cm～100cm的落距条件下，通过出砂头的出砂孔向其正下方的模型箱滴漏撒砂，至模型箱内的砂样达到设定的厚度即可。本专利技术的工作原理是：1)不同出砂孔孔径下，相对密实度和落距之间均为双曲线函数关系，落距越小其非线性越强，上升趋势越显著；落距越大，曲线越趋平缓。在落距大于80cm后，曲线上升趋势非常缓慢，落距的变化几乎不会影响相对密实度，即相对密实度只与出砂头的出砂孔孔径有关，将相对密实度不受落距影响的区域称之为稳定相对密实度区域。考虑到落距大于100cm时，撒砂操作不方便，因此，本专利技术将制备砂土地基模型时的落距确定为80cm～100cm，处于稳定相对密实度区域。2)对不同出砂孔孔径下的相对密实度和落距之间的关系，如图2，选用双曲线函数Dr＝a·h/(b+h)进行拟合，得到的函数关系式为： D r = 90.60 h / ( 4.07 + h ) ( d = 2 m m ) D r = 84.09 h / ( 16.21 + h ) ( d = 3.23 m m ) D r = 82.20 h / ( 10.21 + h ) ( d = 4 m m ) D r = 78.13 h / ( 12.05 + h ) ( d = 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砂土地基模型试验中的砂土地基模型的制备方法，其操作步骤为：A、出砂孔孔径的确定：根据拟制备砂土地基模型的相对密实度Dr，计算出砂头的出砂孔孔径d(mm)，d＝22.41‑0.25Dr；B、出砂头的开孔：在出砂头的底部开设孔径为A步确定的出砂孔孔径d的出砂孔；C、模型的制备：将B步制得的出砂头的顶部通过软管与砂桶连通，在80cm～100cm的落距条件下，通过出砂头的出砂孔向其正下方的模型箱滴漏撒砂，至模型箱内的砂样达到设定的厚度即可。

【技术特征摘要】
1.一种砂土地基模型试验中的砂土地基模型的制备方法，其操作步骤为：A、出砂孔孔径的确定：根据拟制备砂土地基模型的相对密实度Dr，计算出砂头的出砂孔孔径d(mm)，d＝22.41-0.25Dr；B、出砂头的开孔：在出砂头的底...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗强，朱江江，叶庆志，熊勇，李浩，张正，赵明志，魏明，宋鑫，田地，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51