砂性土初始孔隙比可复现制样装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种砂性土初始孔隙比可复现制样装置，涉及岩土力学三轴试验试样制备技术领域，包括定容制样装置和真空保持装置，定容制样装置包括对开承膜桶，对开承膜桶的侧壁上设置有四条透明带刻度的有机玻璃成样视窗，对开承膜桶的侧壁、底部和其上部均布设有真空密封胶条，对开承膜桶的表面设置有真空通道、试样绑带容置腔、对中底托和承膜壁，真空通道的透气口处设置有金属透气石，真空保持装置包括静音真空泵、一级真空容器、精密真空压力表和精密真空调压阀。本实用新型专利技术具备了成本低，制样过程简单，可定量控制砂性土试样的初始孔隙比，为后期岩土本构模型研究及参数获取提供良好前提条件的效果。取提供良好前提条件的效果。取提供良好前提条件的效果。

Reproducible sample preparation device for initial void ratio of sandy soil

【技术实现步骤摘要】
砂性土初始孔隙比可复现制样装置


[0001]本技术涉及岩土力学三轴试验试样制备
，具体为一种砂性土初始孔隙比可复现制样装置。

技术介绍

[0002]土体作为固、液、气三相体，其复杂多相多场耦合体系的静动力学特性研究目前是岩土力学研究的重点和难点，为给出符合岩土体物理力学本质的本构模型，开展各种类型的三轴试验，通过试验数据内在分析探索各种状态变量之间的耦合关系，是目前最主要的研究方式，三轴试验的数据好坏直接关系到后期建模的正确性和可靠性，为保证相同工况下试验数据的可重复性，务必寻求一种土体初始状态参数一致且可易于重复的土样制备方法，尤其是不易成型的砂性土。其中，保证砂性土的初始孔隙比可复现是最为关键的一环。
[0003]目前砂性土制样主要有两种方法，方法一：工程上为了加快试验进度，常在三瓣模中成样，通过控制试样的含水量和干密度，以锤击数来控制试样的密实度，三瓣模内表面会涂抹凡士林等隔离剂便于后期拆模；该方法可以批量制备多个试样，三轴试验时拆除三瓣模后，在试样外套上乳胶膜，并将试样移到三轴底座上，开展各种试验，该方法简单实用，适用于粘性稍大的砂性土，但对于粘性较小的砂性土，很容易因扰动而使试样局部破坏，从而使得试样的初始孔隙比变动过大，给后期的试验结果带来较大不确定性，因而在重复性要求高的砂性土三轴试验分析中较少采用，方法二：直接通过在三轴底座上安装特定的成样模组，在三轴仪上直接制样并进行后期的试验，此类方法是目前发展的主流方向，适用于粘性较低的砂性土，但该方法中现有的装样装置存在着诸多问题，导致所制备的试样一致性不是很好，直接致使后期的试验结果误差过大，尤其对于严谨的科学研究来说不可接受。
[0004]方法二现存的主要问题是：分层制备试样时各层的密实度不均匀，从而使得土体中存在薄弱面，导致后期应力应变数据的差异；现有的成样装置密封性较差及局部会产生过度吸附，在装样的不同阶段，使得乳胶膜贴合成样模组的程度不同，使得试样的上下直径有变化或局部凹陷，导致试样的初始密实度不同，影响后期的试验结果；现有的设备对中可能存在偏差，制备的试样并不是理想的圆柱体，类似的影响制样质量，从而最终影响到初始孔隙比的实际量，导致试验结果的重复性较差，使得很多试验和建模的基础并不牢固，此外，简易、快速地实现砂性土初始孔隙比的复现，现有的设施还存在诸多问题，简易的装置对初始孔隙比的控制效果又较差，导致后期试验数据的明显离散；而复现度高的设备负责，操作困难，对使用人的要求较高，现有的装置的问题多为漏气、内部缺陷等导致的精确控制初始体积困难。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种砂性土初始孔隙比可复现制样装置，具备了成本低，制样过程简单，可定量控制砂性土试样的初始孔隙比，为后期岩土本构模型研究及参数获取提供良好的前提条的效果，解决了上述
技术介绍
中所提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下一种砂性土初始孔隙比可复现制样装置，包括定容制样装置和真空保持装置，所述定容制样装置包括对开承膜桶，所述对开承膜桶的侧壁上设置有四条透明带刻度的有机玻璃成样视窗，所述对开承膜桶的侧壁、底部和其上部均布设有真空密封胶条，所述对开承膜桶的表面设置有真空通道、试样绑带容置腔、对中底托和承膜壁，所述真空通道的透气口处设置有金属透气石。
[0007]所述真空保持装置包括静音真空泵、一级真空容器、精密真空压力表和精密真空调压阀。
[0008]可选的，所述对开承膜桶由两瓣内径和外径分别相等的半圆柱环组成，两瓣所述半圆柱环之间设置有试样侧密封槽和侧密封槽，试样侧密封槽的内部能容纳侧封胶条。
[0009]可选的，所述对开承膜桶上一体设置有对开限位壁，所述对开限位壁的上部削去一定的高度，所述对开限位壁和所述对开承膜桶所用的材质均为铝合金，且端部均进行了小圆角处理。
[0010]可选的，所述对开承膜桶上设置有试样底密封壁，所述试样底密封壁上设置有底密封胶片。
[0011]可选的，所述对开承膜桶设置有管路通道槽，所述管路通道槽采用角度调节设置。
[0012]可选的，所述对开承膜桶表面上的三分之一处设置有对开卡箍，所述对开卡箍上设置有卡箍轴承和锁紧螺母。
[0013]可选的，所述静音真空泵为低噪音、低振动微型静音的真空泵。
[0014]可选的，所述一级真空容器，由304不锈钢缸体和25mm厚带快插接头的有机玻璃盖板组成。
[0015]可选的，所述真空保持装置与所述定容制样装置的各部件之间均通过特氟龙8mm真空管连接，所述真空保持装置与所述定容制样装置之间通过真空快插接头连接。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0017]一、本技术通过设置承膜桶侧壁定位卡槽和竖向密封胶条，在对开卡箍的约束下，实现竖向的良好密封。
[0018]二、本技术通过合理设置密封部件，使得对开承膜桶与乳胶膜之间形成了稳定可靠的负压空间，改善了传统的三轴制样装置因漏气而导致的乳胶膜贴合承膜桶内壁不良或局部吸入的缺陷，从而使得待制备的砂土试样的几何外观规整一直，从而制备得到重复性高的砂土试样。
[0019]三、本技术在承膜桶底部基于乳胶膜的弹性变形特性，采用冗余配合的设计，利用试样底密封壁来完成乳胶膜与承膜桶底部的良好密封，且不用涂抹任何密封剂，制样过程干净整洁无残留。
[0020]四、本技术在顶部通过乳胶膜的外翻和两道高弹性O型圈的压紧也得以良好密封，最终形成了闭合的乳胶膜和承膜桶负压空间。
附图说明
[0021]图1为本技术制样装置图4中C
‑
C处结构的剖视示意图；
[0022]图2为本技术制样装置图4中A
‑
A处结构的剖视示意图；
[0023]图3为本技术制样装置图4中B
‑
B处结构的剖视示意图；
[0024]图4为本技术制样装置的俯视图；
[0025]图5为本技术制样装置的定容控制示意图；
[0026]图6为本技术制样装置的结构对接示意图；
[0027]图7为本技术制样装置的实测效果图。
[0028]图中：1、对开承膜桶；2、对开限位壁；3、侧密封槽；4、试样侧密封槽；5、试样底密封壁；6、管路通道槽；7、成样视窗；8、金属透气石；9、试样绑带容置腔；10、对中底托；11、承膜壁；12、真空通道；13、真空快插接头；14、卡箍轴承；15、侧封胶条；16、锁紧螺母；17、对开卡箍；18、真空管；19、精密真空压力表；20、精密真空调压阀；21、一级真空容器； 22、静音真空泵。
具体实施方式
[0029]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砂性土初始孔隙比可复现制样装置，其特征在于：包括定容制样装置和真空保持装置，所述定容制样装置包括对开承膜桶(1)，所述对开承膜桶(1)的侧壁上设置有四条透明带刻度的有机玻璃成样视窗(7)，所述对开承膜桶(1)的侧壁、底部和其上部均布设有真空密封胶条，所述对开承膜桶(1)的表面设置有真空通道(12)、试样绑带容置腔(9)、对中底托(10)和承膜壁(11)，所述真空通道(12)的透气口处设置有金属透气石(8)；所述真空保持装置包括静音真空泵(22)、一级真空容器(21)、精密真空压力表(19)和精密真空调压阀(20)。2.根据权利要求1所述的砂性土初始孔隙比可复现制样装置，其特征在于：所述对开承膜桶(1)由两瓣内径和外径分别相等的半圆柱环组成，两瓣所述半圆柱环之间设置有试样侧密封槽(4)和侧密封槽(3)，试样侧密封槽(4)的内部能容纳侧封胶条(15)。3.根据权利要求1或2所述的砂性土初始孔隙比可复现制样装置，其特征在于：所述对开承膜桶(1)上一体设置有对开限位壁(2)，所述对开限位壁(2)的上部削去一定的高度，所述对开限位壁(2)和所述对开承膜桶(1)所用的材质均为铝合金，且端部均进行了小圆角处理。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永强，陈波，卢玢宇，景立平，董瑞，梁海安，许言，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：新型
国别省市：