一种饱和砂土的三轴试样制备方法技术

本发明专利技术公开了一种饱和砂土的三轴试样制备方法，首先将砂土按分层击实方法在承膜筒内制样，然后将承膜筒放在饱和器中抽真空浸水饱和，然后在试样浸水的状态下，在承膜筒上端口安装一带有抽气接头的机玻璃圆板，在接头上接橡皮管并用吸水球吸水，当橡皮管内充满水时，用弹簧夹夹紧橡皮管；保持三轴仪底座被水浸没，移样至三轴仪底座上，将承膜筒下部外翻的橡皮膜下翻至三轴仪底座上；再次用吸水球通过机玻璃圆板的接头抽取适量的水，使试样内部形成轻微负压，使试样在大气压力作用下保持站立；然后向上抬升承膜筒，使承膜筒与橡皮膜脱离。取下承膜筒后，立即用三瓣膜或者对开膜围护试样，取下机玻璃圆板；然后卸下三瓣膜或对开模，完成制样。完成制样。完成制样。

【技术实现步骤摘要】
一种饱和砂土的三轴试样制备方法


[0001]本专利技术属于土工试验中静、动力三轴试验
，具体涉及一种饱和砂土的三轴试样制备方法。

技术介绍

[0002]三轴试验中难免遇到无粘性土如砂土的试验，国家标准GB/T50123
‑
2019《土工试验方法标准》19.3中规定了饱和砂土试样的制样方法，大体步骤为首先在压力室底座上依次放上不透水板、橡皮膜和对开圆模，将预先煮沸的砂土，采用小勺分层填入，通过敲击对开膜的方式使砂土达到预定密度。而对于含细粒土和要求较高密度的试样，则推荐采用干砂土的制备，用水头饱和和反压饱和方式进行饱和。
[0003]以上制样方法，稍有不慎，砂粒易掉落到三轴仪围压腔内，而敲击对开模使砂土密实度增加，势必对加载设备尤其是动三轴仪底座造成振动冲击。此外，对干砂土制备的高密度试样，采用水头饱和方式，实践中试样会发生膨胀。若采用施加围压方式抑制试样膨胀，实质上是对试样施加了一个先期固结压力。做进一步的反压饱和时，气体溶解于水中需要较长的时间和较高的孔隙水压力。若采用二氧化碳作为辅助饱和气体，虽然二氧化碳可较快溶解于水中，减少试样饱和时间，但国家对二氧化碳气瓶储备管理也有较高的要求，无疑会增加实验室的管理难度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，而提供一种饱和砂土的三轴试样制备方法。
[0005]一种饱和砂土的三轴试样制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，将砂土按分层击实方法在承膜筒内制样；
[0007]步骤2，步骤1的试样制备完毕后，将承膜筒放在饱和器的上压板和下压板之间夹紧，整体放入饱和器中抽真空然后浸水饱和；
[0008]步骤3，在水下拆开饱和器的上压板和下压板，将试样及承膜筒整体移至一块有机玻璃上，然后在试样浸水的状态下，在承膜筒上端口安装一机玻璃圆板，有机玻璃圆板的直径要小于承膜筒的内径，将承膜筒上部下翻的橡皮膜翻上来包围住有机玻璃圆板，并用橡皮膜环箍紧在有机玻璃圆板上的橡皮膜，有机玻璃圆板上具有一通孔，通孔中嵌有一段硬塑料管并外接橡皮软管作为接头，在接头上接橡皮管并用吸水球吸水，当橡皮管内充满水时，用弹簧夹夹紧橡皮管，使橡皮管内形成一段水管；保持三轴仪底座被水浸没，平托试样下面的有机玻璃，整体移样至三轴仪底座上，移样到位后，抽出有机玻璃；由于试样顶部及橡皮膜内没有气体，在大气压的作用下试样内的水不会从试样下部的透水板流出；
[0009]步骤4，将承膜筒下部外翻的橡皮膜下翻至三轴仪底座上，并用橡皮筋箍紧底座上的橡皮膜；再次用吸水球通过机玻璃圆板的接头上接的橡皮管抽取适量的水，使试样内部形成轻微负压，使试样在大气压力作用下保持站立；然后向上抬升承膜筒，使承膜筒与橡皮
膜脱离；
[0010]步骤5，取下承膜筒后，立即用三瓣膜或者对开膜围护试样，并紧箍一道橡皮筋，然后卸下吸水球，使试样内部与大气相通；此时由于三瓣膜或对开模的围护作用，故试样不会倒塌；然后取下有机玻璃圆板上的橡皮膜环，并将有机玻璃圆板取出；
[0011]步骤6，安装三轴试样的压头，然后操作三轴仪对试样施加负压，卸下试样周边的三瓣膜或对开模，试样便在负压作用下保持站立；此后可按常规三轴仪操作步骤测量试样尺寸、安装三轴仪围压腔罩及开始试验。
[0012]在上述技术方案中，承膜筒为上下开口的圆筒型，其筒壁上设置有一气嘴。
[0013]在上述技术方案中，承膜筒的高度为试样高度+2个透水板厚度。
[0014]在上述技术方案中，步骤1包括以下步骤：
[0015]a)在承膜筒内套上橡皮膜，使橡皮膜的上下各外翻出承膜筒的上下端口，并且外翻部分用橡皮筋扣紧；然后用吸水球通过承模筒外侧的气嘴吸取膜筒和橡皮膜之间的空气，使橡皮膜紧贴承膜筒内壁；
[0016]b)将试验用透水板放在桌面上，并放上剪好的圆滤纸片，再将套有橡皮膜的承膜筒的下端口套在透水板上；
[0017]c)分层压实或击实制备试样，每层土的质量应按试验要求确定；
[0018]d)在试样达到预定高度时，在试样顶部放上滤纸和透水板，此时透水板顶面基本与承膜筒顶齐平。
[0019]本专利技术的优点和有益效果如下：
[0020]本专利技术首先按照分层击实方法在承膜筒内制备试样，然后将试样移至三轴仪上，利用负压使无粘性土试样像粘性土试样一样站立在三轴仪底座上，然后安装试样进行正常试样流程，避免了对三轴仪损害，可制备多个试样备用，试验效率高。避免在三轴仪上小心翼翼操作，制备的试样相对均匀，离散性小。
附图说明
[0021]图1是将砂土按分层击实方法在承膜筒内制样时的示意图。
[0022]图2是将承膜筒放入饱和器中抽真空浸水饱和时的示意图。
[0023]图3是拆除承膜筒后在负压作用下试样站立在三轴仪底座上的示意图。
[0024]对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0026]本实施例以试验室常见的直径39.1mm的砂土试样为例，说明本专利技术的技术方案。
[0027]本专利技术除常规试验辅助件如橡皮膜、透水板、吸水球等外，需要以下辅助部件：
[0028]1)承膜筒，不同于常规试验承膜筒的是高度有特别要求，该承膜筒的高度＝试样高度H+2
×
透水板高度。其余特征同常规承膜筒，其为上下开口的圆筒型，筒壁上设置有一气嘴1.1，内直径为39.1mm+橡皮膜厚度。
[0029]2)橡皮膜环1个，其内径略小于试样直径，环高约10mm，具延展性。
[0030]3)有机玻璃圆板1个，其直径为38mm，其厚度为10mm～20mm，在有机玻璃圆板的中央位置预留有直径约8mm～10mm的通孔，通孔中嵌有一段硬塑料管并外接橡皮软管作为接头。
[0031]参见附图1
‑
3，一种饱和砂土的三轴试样制备方法，包括以下步骤：
[0032]步骤1，将砂土按分层击实方法在承膜筒内制样。详细步骤为：
[0033]a)参见附图1，在承膜筒1内套上橡皮膜2，使橡皮膜2的上下各外翻出承膜筒1的上下端口3cm
‑
5cm，并且外翻部分用橡皮筋3扣紧；所述承膜筒1为上下开口的圆筒型，其筒壁上设置有一气嘴1.1，将承膜筒1的气嘴1.1连接吸水球，用吸水球吸取承膜筒1和橡皮膜2之间的多余空气，使橡皮膜2紧贴在承膜筒1的内壁上；
[0034]b)将试验用透水板4放在桌面上，并放上剪好的圆滤纸片，再将套有橡皮膜的承膜筒的下端口套在透水板4上；
[0035]c)分层压实或击实制备试样，每层土的质量应按试验要求确定；
[0036]d)在试样达到预定高度时，在试样顶部放上滤纸和透水板5，此时透水板顶面基本与承膜筒顶齐平。
[0037]步骤2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种饱和砂土的三轴试样制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将砂土按分层击实方法在承膜筒内制样；步骤2，步骤1的试样制备完毕后，将承膜筒放在饱和器的上压板和下压板之间夹紧，整体放入饱和器中抽真空然后浸水饱和；步骤3，在水下拆开饱和器的上压板和下压板，将试样及承膜筒整体移至一块有机玻璃上，然后在试样浸水的状态下，在承膜筒上端口安装一机玻璃圆板，有机玻璃圆板的直径要小于承膜筒的内径，将承膜筒上部下翻的橡皮膜翻上来包围住有机玻璃圆板，并用橡皮膜环箍紧在有机玻璃圆板上的橡皮膜，有机玻璃圆板上具有一通孔，通孔中嵌有一段硬塑料管并外接橡皮软管作为接头，在接头上接橡皮管并用吸水球吸水，当橡皮管内充满水时，用弹簧夹夹紧橡皮管，使橡皮管内形成一段水管；保持三轴仪底座被水浸没，平托试样下面的有机玻璃，整体移样至三轴仪底座上，移样到位后，抽出有机玻璃；由于试样顶部及橡皮膜内没有气体，在大气压的作用下试样内的水不会从试样下部的透水板流出；步骤4，将承膜筒下部外翻的橡皮膜下翻至三轴仪底座上，并用橡皮筋箍紧底座上的橡皮膜；再次用吸水球通过机玻璃圆板的接头上接的橡皮管抽取适量的水，使试样内部形成轻微负压，使试样在大气压力作用下保持站立；然后向上抬升承膜筒，使承膜筒与橡皮膜脱离；步骤5，取下承膜筒后，立即用三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京爽，朱耀庭，喻志发，诸葛爱军，郑爱荣，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司天津港湾工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：