利用环氧树脂胶结砂土的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用环氧树脂胶结砂土的方法，该方法包括：(1)伴随着抽真空，将砂土置于干燥装置中干燥，以便得到干燥的砂土；(2)将环氧树脂和固化剂混合液置于环氧树脂固化装置中，然后将干燥装置中装有干燥的砂土的容器与环氧树脂固化装置相连，再打开环氧树脂固化装置的真空泵和进液阀，以使环氧树脂和固化剂混合液从容器底部灌入砂土中；(3)当容器中干燥的砂土全部被环氧树脂和固化剂混合液浸湿后，关闭进液阀和真空泵；(4)将浸湿后的砂土静置，以便得到胶结块。该方法能够减少对砂土的扰动，且制备的胶结块具有很高的强度，同时该方法还具备原材料易得、成本低廉、操作简便的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
利用环氧树脂胶结砂土的方法


[0001]本专利技术涉及一种岩土应用
，具体涉及一种环氧树脂胶结砂土的方法。

技术介绍

[0002]土体的微观结构主要指土颗粒内部的矿物组成形态、晶体结构以及土粒之间的联结特征。土体的微观结构直接影响其宏观工程性质，因此具有重要的研究价值。科学技术的进步带来电子显微镜技术的飞速发展，以光学显微镜、扫描电镜、扫描CT等为代表的光学技术成为了土体微观结构的研究重要技术手段。土体在渗流、变形等物理过程中其微观结构会发生变化，通过观察微观结构的变化，建立宏观现象与微观机理之间的联系有助于更好地指导工程实践、防范工程风险。
[0003]为研究渗流、变形等宏观现象发生过程中砂土颗粒产生的变化，需要对实验前的砂土以及试验后的砂土内部结构进行对比。因此，如何在研究砂土内部结构的过程中应当尽量减少人为扰动、保持原状，同时保证透光性、以便拍摄能够顺利进行，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种利用环氧树脂胶结砂土的方法，该方法能够减少对砂土的扰动，且制备的胶结块具有很高的强度，对砂土颗粒能够实现稳定的胶结，不会对砂土颗粒进行遮挡、影响观察或拍摄，同时该方法还具备原材料易得、成本低廉和操作简便的优点。
[0005]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种利用环氧树脂胶结砂土的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：
[0006](1)伴随着抽真空，将砂土置于干燥装置中干燥，以便得到干燥的砂土；
[0007](2)将环氧树脂和固化剂混合液置于所述环氧树脂固化装置中，然后将所述干燥装置中装有所述干燥的砂土的容器与环氧树脂固化装置相连，再打开所述环氧树脂固化装置的真空泵和进液阀，以使所述环氧树脂和固化剂混合液从容器底部灌入所述砂土中；
[0008](3)当所述砂土全部被所述环氧树脂和固化剂混合液浸湿后，关闭所述进液阀和所述真空泵；
[0009](4)将所述浸湿后的砂土静置，以便得到胶结块。
[0010]根据本专利技术实施例的利用环氧树脂胶结砂土的方法，伴随着抽真空，通过将砂土装入干燥装置中干燥，得到干燥的砂土，然后将装有干燥的砂土的容器和环氧树脂固化装置相连，打开环氧树脂固化装置中的进液阀和真空泵，从而环氧树脂固化装置中的环氧树脂和固化剂混合液通过进液阀从容器底部灌入砂土中，保证充分填充砂土的空隙，防止胶结块内部形成气孔，当干燥的砂土被全部浸湿后，关闭进液阀和真空泵，最后静置浸湿后的砂土，得到胶结块。综上，该方法能够减少对砂土的扰动，胶结后依然能保持砂土的原状，同时保证胶结后的砂土，即胶结块的稳定性和透光性，便于后续清晰拍摄，且制备的胶结块具
有很高的强度，同时该方法还具备原材料易得、成本低廉和操作简便的优点。
[0011]另外，根据本专利技术上述实施例的利用环氧树脂胶结砂土的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0012]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，在所述砂土置于所述干燥装置中前，预先将所述砂土按照设计级配、相对密度和含水率进行配制。由此，可以得到与原状土较为接近的实验砂土试样。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述干燥后的砂土的含水率不大于2wt％。由此，可以增强最终形成的胶结块的强度。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，将所述砂土分成10～15份，每份所述砂土采用撒砂法依次装入所述干燥装置中。由此，可以保证制作出较为均匀的砂土试样。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述抽真空的速率不大于50cm3/s。由此，干燥装置内的气流稳定慢速，防止对砂土产生扰动。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述环氧树脂和固化剂混合液按照环氧树脂与固化剂的质量比为(4～6):1进行混合。由此，有利于砂土更好地胶结。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述混合液总体积与所述砂土的总体积的比值为1：(2～3)。由此，有利于砂土更好地胶结。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述环氧树脂和固化剂混合液灌入的速率速率为0.15～0.4mL/s。由此，使得砂土颗粒之间胶结地更加充分。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，进一步包括：当所述容器中干燥的砂土全部被所述环氧树脂和固化剂混合液浸湿后，继续灌入所述环氧树脂和固化剂混合液，以使所述环氧树脂和固化剂混合液的高度与所述砂土试样的高度的比值至少为11:10。由此，可以保证全部砂土被充分淹没，从而保证砂土完全胶结。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(4)中，所述静置的时间为至少24h。由此，砂土可以更好地被胶结。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，所述方法还包括：将所述胶结块进行切割和打磨，制成便于光学仪器拍摄的形状。
[0022]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0023]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0024]图1是本专利技术一个实施例的利用环氧树脂胶结砂土的方法流程示意图；
[0025]图2是本专利技术一个实施例的砂土的干燥装置示意图；
[0026]图3是本专利技术一个实施例的装有干燥砂土的容器与环氧树脂固化装置示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例所得的砂土胶结块的切片图像。
具体实施方式
[0028]下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解
为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种利用环氧树脂胶结砂土的方法。根据本专利技术的实施例，参考图1，该方法包括：
[0030]S100：伴随着抽真空，将砂土置于干燥装置中干燥
[0031]该步骤中，伴随着抽真空，将砂土置于干燥装置中干燥，以便得到干燥的砂土。专利技术人发现，经过对砂土进行干燥，可以增强得到的胶结块的强度。具体地，参考图2，取适量的砂土作为试样，在将砂土试样置于干燥装置中前，预先将砂土试样按照设计级配、相对密度和含水率进行配制，从而使得所配置的砂土更加接近原砂土。然后伴随着抽真空，将配置好的砂土试样置于干燥装置中干燥，在此过程中，可以通过无水氯化钙的质量变化确定干燥是否完成，当无水氯化钙质量稳定不变时，则认为干燥完成，即砂土试样的含水率为0。进一步地，抽真空的速率不大于50cm3/s。由此，干燥装置中的气流稳定慢速，防止对砂土产生扰动。需要说明的是，“适量的砂土”可以根据需要计算得到。每种砂土都具有最大和最小的干密度，比如试样A干密度最小为2.0g/cm3，最大为2.8g/cm3，根据需要的砂土的相对密度计算干密度，例如试样A的相对密度为50％，则需要的干密度就是2.4g/cm3。然后根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用环氧树脂胶结砂土的方法，其特征在于，包括：(1)伴随着抽真空，将砂土置于干燥装置中干燥，以便得到干燥的砂土；(2)将环氧树脂和固化剂混合液置于所述环氧树脂固化装置中，然后将所述干燥装置中装有所述干燥的砂土的容器与环氧树脂固化装置相连，再打开所述环氧树脂固化装置的真空泵和进液阀，以使所述环氧树脂和固化剂混合液从所述容器底部灌入所述砂土中；(3)当所述砂土全部被所述环氧树脂和固化剂混合液浸湿后，关闭所述进液阀和所述真空泵；(4)将所述浸湿后的砂土静置，以便得到胶结块。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，在所述砂土置于所述干燥装置中前，预先将所述砂土按照设计级配、相对密度和含水率进行配制。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述干燥后的砂土的含水率不大于2wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述砂土分成10～15份，每份所述砂土采用撒砂法依次装入所述干燥装置中。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张思瑾，王睿，张建民，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：