一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置及试验方法。适用于试样制样设备技术领域。本发明专利技术所采用的技术方案是：一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：具有装置主体，装置主体的下部分设置有用于放置制样盒结构的平台，装置主体的上部分通过升降结构可升降地安装有振动压实结构，振动压实结构在升降结构作用下可伸入至制样盒结构内；所述振动压实结构具有震动机和安装在震动机上的压实板；所述制样盒结构具有底座和安装在底座上的制样盒体，底座上固定安装有透水板，所述制样盒体安装在底座上透水板外侧位置处，在制样盒体内壁上布置有一层水晶膜，在底座上设置有用于向制样盒体内试样供水的进水口和用于排水的排水口。用于排水的排水口。用于排水的排水口。

【技术实现步骤摘要】
一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置及试验方法。适用于试样制样设备


技术介绍

[0002]粗粒土是由大小不等的粗细颗粒组成，最大颗粒可达1000毫米以上，最细可小于0.1毫米，粒径变化范围很大，粗细颗粒特性相差悬殊，在土石坝中粗粒土料常占70％以上。粗粒土一般是单粒结构。由于粗粒土中颗粒的大小可以相差很大，小的颗粒填补了大颗粒所形成的孔隙，级配良好的粗粒土比级配均匀的粗粒土密度更高。另一方面，形状不规则的颗粒可以使密度降低、孔隙更大。即使是由均匀圆球组成的“土”，它们在空间的排列方式不同，也会造成不同的松密状态和不同力学性质。不同排列方式会使粗粒土在密度、渗透性、强度、压缩性、各向异性等方面表现出很大的差异。无黏性粗粒料的抗剪强度由三部分组成：粗颗粒间的交错排列产生的抗剪咬合力，颗粒破碎、充填重新排列而发挥的抗剪阻力，以及矿物颗粒间滑动的摩擦阻力。其值取决于母岩性质、颗粒形状、孔隙比或相对密度以及应力水平等。雨水降渗和蒸发、地下水位上升和下降等水环境的变化是较为常见的自然现象，水的反复浸润导致颗粒之间原有的摩擦平衡状态被打破以及颗粒强度的降低，从而在一定范围内出现颗粒棱角的破碎和颗粒位置的迁移，使粗粒土的抗剪强度和应力应变特性等力学性质发生改变。因此，干湿循环作为一种影响碎石料长期变形的重要因素是不能忽视的，尤其对于高填方工程。
[0003]然而，目前在粗粒土大型三轴试验中常采用在三轴压力试验机上进行试件的制样，在需要制备多个试样进行比对结果时，该制样方式需等到一个试样试验完成后才可进行，耗时较多且效率较低。常规粗粒土三轴试样不能实现在三轴压力实验机下制备多个试样再转移、运输到三轴试验机上进行力学实验，且转移过程中对粗粒土三轴试样的扰动程度难以控制，大大限制了粗粒土三轴试验的速度与制样质量控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：为解决上述技术问题，本专利技术提供一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置及试验方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：具有装置主体，装置主体的下部分设置有用于放置制样盒结构的平台，装置主体的上部分通过升降结构可升降地安装有振动压实结构，振动压实结构在升降结构作用下可伸入至制样盒结构内；
[0006]所述振动压实结构具有震动机和安装在震动机上的压实板；
[0007]所述制样盒结构具有底座和安装在底座上的制样盒体，底座上固定安装有透水板，所述制样盒体安装在底座上透水板外侧位置处，在制样盒体内壁上布置有一层水晶膜，在底座上设置有用于向制样盒体内试样供水的进水口和用于排水的排水口。如此，在进行
粗粒土大型三轴试验时，将制样盒结构放置在装置主体的平台上并在制样盒结构内填充粗粒土，启动升降机构将压实板伸入制样盒结构内并启动震动机对制样盒结构内的粗粒土进行振动压实，在完成试样制样后将带有试样的制样盒结构移装在三轴压力试验机，即可进行粗粒土大型三轴试验，这使得粗粒土大型三轴试验的制样与试验可同步进行。
[0008]所述透水板的侧壁上沿透水板周向方向设置有第一凹槽，所述水晶膜的下端通过橡皮筋绑扎在透水板上。如此，实现将水晶膜安装在透水板上。
[0009]所述制样盒体外壁上在顶部位置处沿制样盒体周向方向设置有第二凹槽，所述水晶膜的上端翻至制样盒体外并通过橡皮筋绑扎在制样盒体上。如此，将水晶膜安装在制样盒体上，避免在相制样盒体内填充粗粒土时水晶膜发生移动。
[0010]所述升降结构具有固定安装在装置主体上的液压缸，所述震动机固定安装在液压缸的伸出端上。如此，通过液压缸的伸缩可以实现震动机与压实板的升降。
[0011]所述制样盒体由若干个板件拼接组成，相邻两个板件之间通过螺栓连接。
[0012]所述制样盒体与底座之间通过螺栓连接。
[0013]在所述底座上设置有止水胶圈，该止水胶圈用于后续将压力室安装在底座上时起止水作用。如此，在完成粗粒土大型三轴试验的制样并将制样盒结构移装在三轴压力试验机上并将压力室安装在底座上时，止水胶圈对底座与压力室之间的缝隙起到了密封作用。
[0014]所述压实板的形状与制样盒体内壁相匹配。
[0015]一种粗粒土大型三轴试验的试验方法，用于对由上述一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置制备的试样进行三轴试验，其特征在于：
[0016]将水晶膜的下端安装在底座的透水板上，将制样盒体拼装并安装在底座上，将水晶膜的上端翻至制样盒体外并通过橡皮筋将水晶膜与制样盒体连接，完成制样盒结构的组装；
[0017]将制样盒结构放置在装置主体的平台上；
[0018]向制样盒结构内填充粗粒土；
[0019]启动液压缸带动压实板伸至制样盒结构内并与粗粒土接触；
[0020]启动震动机，在液压缸作用下振动压实粗粒土；
[0021]对试样进行分层压实后停止震动机并控制液压缸缩回；
[0022]将制样盒结构及试样移装在三轴压力试验机上，在底座上安装压力室，在制样盒结构内试样上布置传力盖板，在压力室上安装传力柱；
[0023]通过进水口向试样内注水进行饱和作业；
[0024]启动三轴压力试验机，并进行粗粒土大型三轴试验。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在装置主体上完成粗粒土大型三轴试验试样的制样并将试样移装在三轴压力试验机上，实现了粗粒土大型三轴试验试样的制样与粗粒土大型三轴试验可同步进行，大大缩短了粗粒土试样在试验过程中的的制样时间，同时液压缸带动震动机及压实板的移动实现了对制样盒结构内试样快速均匀的压实作业。
附图说明
[0026]图1：本专利技术的结构示意图。
[0027]图2：本专利技术中制样盒结构的结构示意图。
[0028]图3：本专利技术中振动压实结构的结构示意图。
[0029]图4：本专利技术中制样盒结构的剖面结构示意图。
[0030]图5：本专利技术中制样盒结构安装在三轴压力试验机上的剖面结构示意图。
[0031]图中：1、装置主体；2、平台；3、液压缸；4、振动压实结构；4
‑
1、震动机；4
‑
2、压实板；5、制样盒结构；5
‑
1、底座；5
‑
2、制样盒体；5
‑
3、透水板；5
‑
4、水晶膜；5
‑
5、进水口；5
‑
6、排水口；5
‑
7、第一凹槽；5
‑
8、第二凹槽；5
‑
9、止水胶圈；6、试样；7、传力盖板；8、压力室；9、传力柱。
具体实施方式
[0032]下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。
[0033]本实施例为一种粗粒土大型三轴试验试样6的制样装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：具有装置主体(1)，装置主体(1)的下部分设置有用于放置制样盒结构(5)的平台(2)，装置主体(1)的上部分通过升降结构可升降地安装有振动压实结构(4)，振动压实结构(4)在升降结构作用下可伸入至制样盒结构(5)内；所述振动压实结构(4)具有震动机(4
‑
1)和安装在震动机(4
‑
1)上的压实板(4
‑
2)；所述制样盒结构(5)具有底座(5
‑
1)和安装在底座(5
‑
1)上的制样盒体(5
‑
2)，底座(5
‑
1)上固定安装有透水板(5
‑
3)，所述制样盒体(5
‑
2)安装在底座(5
‑
1)上透水板(5
‑
3)外侧位置处，在制样盒体(5
‑
2)内壁上布置有一层水晶膜(5
‑
4)，在底座(5
‑
1)上设置有用于向制样盒体(5
‑
2)内试样(6)供水的进水口(5
‑
5)和用于排水的排水口(5
‑
6)，透水板(5
‑
3)与排水口(5
‑
6)连通。2.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述透水板(5
‑
3)的侧壁上沿透水板(5
‑
3)周向方向设置有第一凹槽(5
‑
7)，所述水晶膜(5
‑
4)的下端通过橡皮筋绑扎在透水板(5
‑
3)上。3.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述制样盒体(5
‑
2)外壁上在顶部位置处沿制样盒体(5
‑
2)周向方向设置有第二凹槽(5
‑
8)，所述水晶膜(5
‑
4)的上端翻至制样盒体(5
‑
2)外并通过橡皮筋绑扎在制样盒体(5
‑
2)上。4.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述升降结构具有固定安装在装置主体(1)上的液压缸(3)，所述震动机(4
‑
1)固定安装在液压缸(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，王青峰，许传贝，方建国，陶小飞，李斌，周琪，赵建会，王珍，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
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