真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备及用途制造技术

本发明专利技术公开了一种真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备及用途。所述设备包括可调节液压加载装置、制样筒、浆液存放皿、蠕动泵、存样筒、可调节底座、缓冲瓶、真空泵、真空表和多余浆液存放皿。所述设备可用于实现原状土三轴试样的合理保存、原状土或扰动土三轴试样的真空灌浆固化—制样—取样—保存或搅拌方式固化的三轴试样的固化—制样—取样—保存。本发明专利技术采用真空负压灌浆，保证三轴固化试样均匀性、整体性高的同时将固化—制样—取样—保存进行机械化操作，可显著降低制样、采样过程中由于操作不当毁样的概率并可实现对制成初期软弱试样的保护，防止水分的蒸发，抑制试样由于自重产生的变形，提高试验精度。提高试验精度。提高试验精度。

【技术实现步骤摘要】
真空灌浆三轴试样固化
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制样
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取样
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保存设备及用途


[0001]本专利技术属于岩土工程学科、化学等多学科交叉的固化土三轴试样制样
，涉及一种适用于多种试验形式的三轴试样制样装置，尤其涉及一种真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备及使用方法。

技术介绍

[0002]不良地基固化一直是建设工程不可避免的话题，也是岩土工程领域学者研究的重点方向，化学固化是目前主流的固化方式，在确定合理的化学固化方式之前，需在室内进行大量试验确定固化效果以及土自身力学特性，目前普遍采用的固化土室内试验方式是三轴试验，即将土样制成《GB/T50123
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2019土工试验方法标准》中规定尺寸的单元体，然而传统的击实制样方式以及灌浆管灌浆固化方式所制出的三轴试样由于人为操作存在不可避免的误差以及灌浆管灌浆固化效果低从而普遍存在固化不均匀、试样整体性差的问题，这导致对照组试验结果离散性大不具说服力的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有固化土三轴试样制样技术与固化技术的缺陷，提供一种真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备及使用方法，该装置通过真空灌浆固化土样，显著提高固化效果，并通过液压千斤顶施压进行制样与取样以及利用独特设计保存试样，降低了制样取样时人为操作产生的误差。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备，包括可调节液压加载装置、制样筒、浆液存放皿、蠕动泵、存样筒、可调节底座、缓冲瓶、真空泵、真空表和多余浆液存放皿；
[0006]所述的可调节液压加载装置包括转动圆盘、支撑杆、固定架、液压千斤顶、制样筒固定底座、出样柜；所述出样柜位于整个设备底部，其上端与支撑杆通过焊接实现固接，其顶部安装有制样筒固定底座；所述支撑杆有两根，每根支撑杆装有两个转动圆盘；所述固定架两侧分别有一个圆孔，两个圆孔分别穿过两根支撑杆，固定架两端固定于每根支撑杆的两个转动圆盘之间；所述液压千斤顶通过焊接固接在固定架上；
[0007]所述的制样筒包括承样筒、底盘、上部压筒、可脱落限位卡环、下部带孔压筒、纱布；所述上部压筒、下部带孔压筒、承样筒由上至下依次排列，所述可脱落限位卡环固定在上部压筒侧壁，用于限制压筒能下压的最大深度；所述下部带孔压筒与上部压筒是一个整体，下部带孔压筒包括底面，且侧壁与底面均匀分布有孔洞；所述纱布设于下部带孔压筒底面与侧面，所述底盘安装于承样筒下端内侧，起到承载试样的作用；
[0008]所述的可调节底座设置于出样柜内部，包括上部底座、固定螺栓、下部底座；所述下部底座是一个空心圆筒，所述上部底座是一个圆柱构件，上部底座直径小于下部底座，并置于下部底座内部；上部底座可通过上下滑动调节高度，所述固定螺栓位于下部底座侧壁，
通过将所述固定螺栓拧紧使螺栓端部抵持在上部底座侧壁，实现上部底座高度的固定。通过调节可调节底座的高度，来满足不同尺寸三轴试样的取样；
[0009]所述的存样筒置于可调节底座上，包括上部气孔、顶盖、壁上气孔、定形膜、柔软橡胶垫；所述顶盖位于存样筒上端，其上设置有上部气孔；存样筒外壁上设置有壁上气孔，底部设置有柔软橡胶垫，内壁以及顶盖内部设有定形膜；由于存样筒直径略大于试样直径，并且存样筒底部设有柔软橡胶垫，从而避免了试样落入存样筒内会产生磕碰的情况，可实现无扰动取样。
[0010]所述缓冲瓶和真空泵均设置于出样柜内部,真空泵用于在试样内部制造负压，缓冲瓶用于在真空灌浆时防止浆液吸入真空泵从而毁坏真空泵；所述浆液存放皿、蠕动泵、真空表和多余浆液存放皿设置于装置外部；浆液存放皿用于存放用于固化土的浆液，蠕动泵用于将浆液存放皿中的浆液注入至下部带孔压筒内部，真空表用于检测装置内真空度，多余浆液存放皿用于收集注入的多余浆液。
[0011]优选地，所述的支撑杆为两根设置有螺纹的实心杆，所述转动圆盘内部设置有内螺纹，并通过螺纹连接安装在支撑杆上，转动转动圆盘可以调整其高度，进而调整固定架的高度；
[0012]所述下部带孔压筒与上部压筒同轴焊接连接；
[0013]所述制样筒固定底座是一个铁质圆筒，制样筒固定底座内表面刻有螺纹，承样筒外表面有与之相对应的螺纹，二者配合旋转实现螺纹连接；制样筒固定底座外表面刻有螺纹，出样柜顶部有一个和制样筒固定底座外径相同的孔洞，表面刻有螺纹，制样筒固定底座通过在孔洞里旋转实现制样筒固定底座与出样柜孔洞螺纹连接从而固定在出样柜上；制样筒固定底座的外径为300mm，其内径与承样筒外径相同，制样筒固定底座的内径、制样筒和存样筒的尺寸均有多种，分别对应于《GB/T50123
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2019土工试验方法标准》三轴试样不同的尺寸，从而可通过更换制样筒底座和制样筒来达到制作不同标准尺寸试样的目的；
[0014]所述上部压筒为实心构件，其侧壁设置有卡口，所述可脱落限位卡环安装于所述卡口上；所述底盘通过螺纹连接顺时针旋转安装在承样筒下端，且可以通过逆时针旋转拆卸。
[0015]更优选地，在使用时，所述纱布与土样顶部直接接触，阻止土样从下部带孔压筒的孔洞中漏出。
[0016]更优选地，所述可脱落限位卡环是一种卡箍式构件，箍在上部压筒上，当千斤顶下压至可脱落限位卡环底部与承样筒顶部抵持时，压筒无法继续向下移动，从而限制压筒的最大下压距离，确保试样达到所需高度；任意标准尺寸三轴试样，在上部压筒侧壁都有对应的卡口用于安装可脱落限位卡环。《GB/T50123
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2019土工试验方法标准》中规定的任意标准三轴试样在上部压筒上都有对应的卡口用于安装可脱落限位卡环。
[0017]更优选地，所述存样筒的壁上气孔与上部气孔可以向存样筒内部充气，使定形膜向内膨胀从而减小存样筒内部体积，所述定形膜是一种小变形橡胶模，以试样与存样筒剩余的空间形状制作成，充气膨胀后所包围的体积恰是所需试样的体积，从而抑制试样制成初期强度低而产生的变形。
[0018]本专利技术还公开了真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备的用途，该设备可用于实现任意类型三轴试样的保存，或原状土三轴试样的真空灌浆固化—制样—取样—
保存，或扰动土三轴试样的真空灌浆固化—制样—取样—保存，或搅拌方式固化的三轴试样的固化—制样—取样—保存。
[0019]进一步地，所述的任意类型三轴试样的保存，其具体操作为：将任意类型的三轴试样(包括原状土、重塑土、不同固化方式固化的三轴试样等)放置于存样筒内，利用洗耳球通过上部气孔和壁上气孔向内充气，使定形膜膨胀接触三轴试样，一方面密封保存减少了试样内水分蒸发，另一方面定形膜抑制了试样制成初期强度低而产生的变形。
[0020]进一步地，所述的原状土三轴试样的真空灌浆固化—制样—取样，其具体操作为：将原状土三轴试样放入至承样筒内，安装完成各构件，使液压千斤顶底部接触上部压筒顶部，在上部压筒上安装可脱落限位卡环使下部带孔压筒底部接触试样顶部，打开真空泵抽真空，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备，其特征在于，包括可调节液压加载装置(1)、制样筒(2)、浆液存放皿(3)、蠕动泵(4)、存样筒(5)、可调节底座(6)、缓冲瓶(7)、真空泵(8)、真空表(9)和多余浆液存放皿(10)；所述的可调节液压加载装置包括转动圆盘(101)、支撑杆(102)、固定架(103)、液压千斤顶(104)、制样筒固定底座(105)、出样柜(106)；所述出样柜位于整个设备底部，其上端与支撑杆固接，其顶部安装有制样筒固定底座；所述支撑杆有两根，每根支撑杆装有两个转动圆盘；所述固定架两侧分别有一个圆孔，两个圆孔分别穿过两根支撑杆，固定架固定于每根支撑杆的两个转动圆盘之间；所述液压千斤顶以焊接方式固接在固定架上；所述的制样筒包括承样筒(201)、底盘(202)、上部压筒(203)、可脱落限位卡环(204)、下部带孔压筒(205)、纱布(206)；所述上部压筒、下部带孔压筒、承样筒由上至下依次排列，所述可脱落限位卡环固定在上部压筒侧壁，用于限制压筒能下压的最大深度；所述下部带孔压筒与上部压筒是一个整体，下部带孔压筒包括底面，且侧壁与底面均匀分布有孔洞；所述纱布设于下部带孔压筒底面，所述底盘安装于承样筒下端内侧，起到承载样品的作用；所述的可调节底座设置于出样柜内部，包括上部底座(601)、固定螺栓(602)、下部底座(603)；所述下部底座是一个空心圆筒，所述上部底座是一个圆柱构件，上部底座直径小于下部底座，并置于下部底座内部；上部底座可通过上下滑动调节高度，所述固定螺栓位于下部底座侧壁，通过将所述固定螺栓拧紧使螺栓端部抵持在上部底座侧壁，实现上部底座高度的固定；所述的存样筒置于可调节底座上，包括上部气孔(501)、顶盖(502)、壁上气孔(503)、定形膜(504)、柔软橡胶垫(505)；所述顶盖位于存样筒上端，其上设置有上部气孔；存样筒外壁上设置有壁上气孔，底部设置有柔软橡胶垫，内壁以及顶盖内部设有定形膜；所述缓冲瓶和真空泵均设置于出样柜内部,真空泵用于在试样内部制造负压，缓冲瓶用于在真空灌浆时防止浆液吸入真空泵；所述浆液存放皿、蠕动泵、真空表和多余浆液存放皿设置于装置外部；浆液存放皿用于存放用于固化土的浆液，蠕动泵用于将浆液存放皿中的浆液注入至下部带孔压筒内部，真空表用于检测装置内真空度，多余浆液存放皿用于收集注入的多余浆液。2.根据权利要求1所述的真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备，其特征在于，所述的支撑杆为两根设置有螺纹的实心杆，所述转动圆盘内部设置有内螺纹，并通过螺纹连接安装在支撑杆上，转动转动圆盘可以调整其高度，进而调整固定架的高度；所述下部带孔压筒与上部压筒同轴焊接连接；所述制样筒固定底座是一个圆筒，制样筒固定底座内表面刻有螺纹，承样筒外表面有与之相对应的螺纹，二者配合实现螺纹连接；制样筒固定底座的内径与承样筒外径相同，制样筒固定底座外表面刻有螺纹，出样柜顶部有一个和制样筒固定底座外径相同的孔洞，孔洞内表面刻有螺纹，制样筒固定底座通过在孔洞里旋转实现制样筒固定底座与出样柜孔洞螺纹的螺纹连接从而而固定在出样柜上；所述上部压筒为实心构件，其侧壁设置有卡口，所述可脱落限位卡环安装于所述卡口上；所述底盘通过螺纹连接安装在承样筒下端，且可以拆卸。3.根据权利要求2所述的真空灌浆三轴试样固化—制样—取样—保存设备，其特征在于，在使用时，所述纱布与土样顶部直接接触，阻止土样从下部带...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，朱剑锋，郑琪琦，汪正清，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：