一种用于直剪试验的饱和砂-土混合物土样的制样方法及制样装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于直剪试验的饱和砂

【技术实现步骤摘要】
一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法及制样装置
[0001]

[0002]本专利技术涉及土工试验制样领域，具体涉及一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法及制样装置。

技术介绍

[0003]在实验室内人工制备砂
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土混合物土样用于直剪试验是研究组分复杂多变的天然土体的重要途径之一，而土样制备方法是影响试验结果的重要因素之一。由于砂和黏土的粒径相差较大，需要充分混合来保证颗粒在混合物试样中均匀分布，进而保证直剪试验结果的可靠性。
[0004]现有的土样制备方法如干砂雨法、水下砂雨法、分层击实法等并不适用于制备饱和砂
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土混合物试样，无法制备结构均一稳定的试样，所制试样容易出现分层现象；而泥浆法制样可以充分混合砂和黏土，但泥浆状的土样无法放入剪切盒中进行直剪试验。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的旨在提供一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法及装置。
[0006]技术方案：一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法，包括：步骤一，设置具有第一渗水结构的底座，在所述底座上安装固结筒；步骤二，使用预设量的砂、黏土、水，按照指定的顺序进行混合，得到泥浆状砂
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土混合物；步骤三，对泥浆状砂
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土混合物抽真空，转移所述砂
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土混合物至固结筒内，平整所述砂
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土混合物的表面，在所述砂
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土混合物的上表面设置第二渗水结构；步骤四，使用活塞对所述砂
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土混合物逐级加压，使得所述砂
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土混合物固结，得到土样；记录每级施加的竖向压力数据以及对应的位移数据；步骤五，取出土样，基于试验用的剪切盒形状，对土样进行切样。
[0007]进一步的，步骤二中混合顺序为，按照砂
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水
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黏土的顺序充分混合。
[0008]进一步的，步骤二中砂、黏土、水混合时，一次加砂8
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18克，一次加黏土8
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18克，水量为1.5倍砂
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土混合物的液限含水量。
[0009]进一步的，所述第一渗水结构的设置过程为：将浸湿至饱和的透水石设置在所述底座上，在透水石的上表面覆盖滤纸；所述滤纸贴合砂
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土混合物。
[0010]进一步的，所述第二渗水结构与第一渗水结构相同。
[0011]基于如上述任意一项的用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土的制样方法的制样装置，包括：固结筒、底座、活塞、第一渗水机构和第二渗水机构，还包括与所述固结筒的顶端
连接的顶盖，连接于所述活塞的活塞杆，所述顶盖开设通孔，所述活塞杆穿过所述通孔，所述底座连接于固结筒的底端，所述第一渗水机构位于固结筒内侧的底面；第二渗水机构被设置在活塞的下方；使用时，所述砂
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土混合物被放置在固结筒内，形成柱体形状的两端分别接触第一渗水机构、第二渗水机构，所述活塞受到压力，通过所述第一渗水机构传递压力，施加在砂
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土混合物上。
[0012]进一步的，所述活塞沿其厚度方向均匀设置多个排水孔。
[0013]进一步的，所述顶盖均匀分布多个第一螺栓孔，对应所述第一螺栓孔的位置，所述底座上设有对应数量的第二螺栓孔，使用紧固件穿过所述第一螺栓孔、第二螺栓孔实现所述制样装置的组装。
[0014]进一步的，所述底座的上表面设置有圆形槽口，所述槽口的内径对应于固结筒的外径。
[0015]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：1、采用特定的混合次序即砂
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水
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黏土，可以混合出均匀的泥浆状土样。2、开孔的活塞和第二渗水组件可以保证固结过程中及时排出或补充水分，进而保证试样的饱和；3、逐级加压并记录相关的数据，以数据为基础对制备过程进一步分析，实现精确控制。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的整体结构示视图；图2为本专利技术的整体结构剖面图；图3为活塞示意图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行说明。
[0018]实施例1本实施例提出一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样装置，如图1所示，本实施例中的制样装置为可拆卸结构，包括顶盖1、固结筒2、底座3、活塞5杆4、活塞5以及第一渗水组件和第二渗水组件，其中活塞5可滑动的安装在固结筒2内部，固结筒2的顶端、底端分别安装顶盖1、底座3，顶盖1开设通孔，固结筒2的底部位置处设置有第一渗水组件、活塞5下方设置有第二渗水组件，活塞杆4穿过通孔与活塞5相连接，活塞杆4端部与活塞5螺纹连接，进而通过活塞杆4外接动力输出装置，实现活塞5在固结筒2内的滑动。对砂
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土混合物进行制样时，将砂
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土混合物放入固结筒2内，对制样装置进行组装并固定结构，使得位于固结筒2内的砂
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土混合物的两端分别为第一渗水组件、第二渗水组件，通过活塞5对砂
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土混合物加压，得到土样。
[0019]进一步的，顶盖1和底座3可以选用铝合金，固结筒2筒体可以选用不锈钢，活塞杆4与活塞5可以选用不锈钢，顶盖1的结构如图2所示。
[0020]实施例2基于实施例1的技术方案，在对砂
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土混合物加压时，使用第一渗水组件、第二渗水组件作为接触段，可以保证渗水均匀，而活塞5沿其厚度方向均匀设置多个排水孔，使得砂
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土混合物中的水有效渗出和补充。如图3所示，活塞5上开有四圈排水孔组，每圈排水孔组有四个排水孔，同一圈的四个排水孔成90
°
布置。根据实际需要，对土样的分步逐级加压时，开孔的活塞5和透水石可以保证固结过程中试样的饱和，例如，试样中如果水过多的话可以通过这个排水孔排到活塞上方，如果试样中水过少的话，活塞上方的水可以通过这个孔再进入试样中进行补充。
[0021]实施例3基于实施例1中提到的制样装置为可拆卸结构，本实施例提出一种具体的可拆卸结构，如图1所示，顶盖1均匀分布多个第一螺栓孔，对应第一螺栓孔的位置，底座3上设有对应数量的第二螺栓孔，使用螺栓等紧固件穿过第一螺栓孔、第二螺栓孔，旋紧螺栓，使得顶盖1、固结筒2、底座3的完成组装。
[0022]实施例4与实施1和实施例3不同的是，所述底座3的上表面设置圆形槽口，所述槽口的内径对应于固结筒2的外径，用于与固结筒2配合，进而槽口内设置第一渗水组件。
[0023]实施例5本实施例中的，第一渗水组件与第二渗水组件结构相同，具体的结构可以选用透水石和滤纸，使用时，滤纸贴合砂
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土混合物。
[0024]实施例6本实施例提出一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法，其特征在于，包括：步骤一，设置具有第一渗水结构的底座（3），在所述底座（3）上安装固结筒（2）；步骤二，使用预设量的砂、黏土、水，按照指定的顺序进行混合，得到泥浆状砂
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土混合物；步骤三，对泥浆状砂
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土混合物抽真空，转移所述砂
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土混合物至固结筒（2）内，平整所述砂
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土混合物的表面，在所述砂
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土混合物的上表面设置第二渗水结构；步骤四，使用活塞（5）对所述砂
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土混合物逐级加压，使得所述砂
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土混合物固结，得到土样；记录每级施加的竖向压力数据以及对应的位移数据；步骤五，取出土样，基于试验用的剪切盒形状，对土样进行切样。2.根据权利要求1所述的一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法，其特征在于，步骤二中混合顺序为，按照砂
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水
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黏土的顺序充分混合。3.根据权利要求1所述的一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法，其特征在于，步骤二中砂、黏土、水混合时，一次加砂8
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18克，一次加黏土8
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18克，水量为倍砂
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土混合物的液限含水量。4.根据权利要求1所述的一种用于直剪试验的饱和砂
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土混合物土样的制样方法，其特征在于，所述第一渗水结构的设置过程为：将浸湿至饱和的透水石设置在所述底座（3）上，在透水石的上表面覆盖滤纸；所述滤纸贴合砂
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【专利技术属性】
技术研发人员：尹可心，安妮洛尔，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：