一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法技术

本发明专利技术公开了一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，应用于三轴压力室上，包括：在三轴压力室的凸台上放入第一透水石和第一过滤纸；在凸台外侧套装上制样膜，使得第一透水石和第一过滤纸位于制样膜内下部；将对开模包裹在制样膜的外侧；采用抽气机构抽取制样膜与对开模之间的空气，使制样膜的外侧壁紧贴于对开模的内侧壁；在制样膜内放置搅拌机构，在搅拌机构内多次放入等量的试样并均匀搅拌后落入第一过滤纸上；在试样顶部从下至上依次放入第二滤纸和第二透水石，并在第二透水石上部放置试样帽；将制样膜上部包裹至试样帽；试样制备完成后，取下对开模，往三轴压力室内注满水；将无气水通入制样膜的试样内

【技术实现步骤摘要】
一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法


[0001]本专利技术涉及钙质砂试样制备领域，尤其涉及一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法
。

技术介绍

[0002]钙质砂具有颗粒形状不规则和孔隙率高的特点，颗粒极易破碎
。
吹填过程中不同深度的钙质砂地基将受到不同应力路径的外荷载作用，探明不同应力路径和颗粒破碎演变双重作用对钙质砂固结排水强度的影响，对于岛礁基础设施建设具有重要意义
。
为研究钙质砂的强度特征，需制备大量均质钙质砂试样
。
已有研究表明，钙质砂试样是否均匀对强度特征具有显著的影响，因此，保证钙质砂试样均质性直接关系到后续试验是否顺利进行以及试验结果的准确性
。
[0003]现有技术中，室内砂土制样往往采用在试验台上通过三瓣膜进行钙质砂试样的制备，经过放置一定的时间后，拆除三瓣膜使钙质砂试样成型从而移至三轴压力室的底座进而开始试验
。
因砂土粘聚力过小，此种方法具有以下缺点：
(1)
在拆除三瓣膜并移动试样至三轴压力室时，无法确保试样的完整性不被破坏并达到直立状态；
(2)
制样过程相对繁琐且易对钙质砂颗粒造成破坏从而影响试验结果；
(3)
制备试样所需要的时间相对过长；
(4)
无法确保钙质砂试样是否均匀
。
[0004]因此，为保证钙质砂试样的均匀
、
同时简化制样过程以及提高试验结果的准确性，有必要研制均质钙质砂试样的制样系统，以确保试样的均质性且提高试验结果的可靠性
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，无需移动
、
无需击实，在三轴压力室底座上直接进行操作，操作简单，提高钙质砂制样过程的效率，解决制样过程中因钙质砂试样不均匀
、
颗粒破碎等因素对试验结果产生的误差
。
[0006]为了实现上述的技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]本专利技术提供了一种一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，应用于三轴压力室上，所述三轴压力室内设置有底座，所述底座上设有凸台；包括如下步骤：
[0008]步骤
1、
在所述凸台上从下至上依次放入第一透水石和第一过滤纸；
[0009]步骤
2、
在所述凸台外侧套装上制样膜，使得所述第一透水石和第一过滤纸位于制样膜内的下部；
[0010]步骤
3、
将对开模包裹在制样膜的外侧；
[0011]步骤
4、
采用抽气机构抽取制样膜与对开模之间的空气，使所述制样膜的外侧壁紧贴于对开模的内侧壁；
[0012]步骤
5、
在所述制样膜内放置搅拌机构，在所述搅拌机构内多次放入等量的试样并均匀搅拌后落入第一过滤纸上；
[0013]步骤
6、
在所述试样顶部从下至上依次放入第二滤纸和第二透水石，并在第二透水
石上部放置试样帽；
[0014]步骤
7、
将所述制样膜上部包裹至试样帽；
[0015]步骤
8、
所述试样制备完成后，取下对开模，往三轴压力室内注满水；
[0016]步骤
9、
将无气水通入制样膜的试样内
。
[0017]进一步的，所述步骤2之后还包括：在所述凸台和制样膜的连接处绑上第一固定套圈
。
[0018]进一步的，所述步骤3具体为：所述对开模包括纵向对称的第一固定模和第二固定模，所述第一固定模和第二固定模为可拆卸结构，将拆分的所述第一固定模和第二固定模对准制样膜进行拼装，使得所述对开模的上内侧壁与制样膜的外侧壁贴合，所述对开模下内侧壁的凹陷部与凸台套接；再通过锁紧环套装于对开模的外侧进行锁紧，并卡在所述对开模外侧的阶梯部
。
[0019]进一步的，所述步骤5具体包括：
[0020]步骤
51、
所述搅拌机构包括搅拌器和漏斗，在所述制样膜内部放置盛放试样的漏斗，并将搅拌器伸入漏斗内；
[0021]步骤
52、
根据同一原始级配计算所需试样的质量，称量其重量并分成重量相等的多份，依次通过所述漏斗均匀下落至制样膜内；
[0022]步骤
53、
所述试样下落过程中同时旋转搅拌器直至各等份试样倾倒完毕，制备好的试样落入第一过滤纸上
。
[0023]进一步的，所述步骤
53
之后还包括：
[0024]步骤
54、
所述漏斗与搅拌器同时向上提起，抖动残留的试样，并取出；
[0025]步骤
55、
根据制样膜高度及所需试样高度，计算出每次试样下落后试样表面距制样膜顶部的距离，根据试验要求，敲击对开模外壁或按压试样以此达到试验所需试样高度
。
[0026]进一步的，所述步骤9具体包括如下步骤：
[0027]步骤
91、
将装有二氧化碳的第一瓶体连接至三轴压力室的孔压口处，打开第一瓶体的阀门和压力控制器，使二氧化碳从三轴压力室的孔压口进入到底座和凸台中部贯穿的通孔，再从通孔通入试样内部，继而使气体通过所述试样帽的孔隙口从三轴压力室的反压口排出，以排掉试样中的空气；
[0028]步骤
92、
二氧化碳饱和完成后，拆卸第一瓶体与孔压口的连接，紧接着连接装有无气水的第二瓶体至孔压口，将所述第二瓶体挂在制样膜的上方；使无气水从三轴压力室的孔压口进入到底座和凸台中部贯穿的通孔，再从通孔通入试样内部，继而使无气水通过所述试样帽的孔隙口从三轴压力室的反压口排出；直至通入试样内的二氧化碳完全溶解至无气水中，以溶解试样中的二氧化碳和增加试样的饱和度
。
[0029]进一步的，通过所述第一瓶体进行二氧化碳饱和过程持续时间为
10min
‑
20min
；通过所述第二瓶体进行无气水饱和过程持续时间为
50min
‑
60min。
[0030]进一步的，所述第二瓶体的高度与制样膜内的试样高度之间的差距范围在
80cm
‑
120cm。
[0031]进一步的，所述步骤3之后还包括：使用第二固定套圈套在对开模顶部，将制样膜上部高出对开模的部分翻折下来包裹至对开模外侧；所述步骤7具体为：将所述制样膜上部翻折向上包裹至试样帽，并将第二固定套圈移动固定在制样膜与试样帽的连接处
。
[0032]进一步的，在所述步骤1之前还包括：将所述第一透水石
、
第一过滤纸
、
第二透水石和第二过滤纸进行浸湿
。
[0033]采用上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，其特征在于，应用于三轴压力室上，所述三轴压力室内设置有底座，所述底座上设有凸台；包括如下步骤：步骤
1、
在所述凸台上从下至上依次放入第一透水石和第一过滤纸；步骤
2、
在所述凸台外侧套装上制样膜，使得所述第一透水石和第一过滤纸位于制样膜内的下部；步骤
3、
将对开模包裹在制样膜的外侧；步骤
4、
采用抽气机构抽取制样膜与对开模之间的空气，使所述制样膜的外侧壁紧贴于对开模的内侧壁；步骤
5、
在所述制样膜内放置搅拌机构，在所述搅拌机构内多次放入等量的试样并均匀搅拌后落入第一过滤纸上；步骤
6、
在所述试样顶部从下至上依次放入第二滤纸和第二透水石，并在第二透水石上部放置试样帽；步骤
7、
将所述制样膜上部包裹至试样帽；步骤
8、
所述试样制备完成后，取下对开模，往三轴压力室内注满水；步骤
9、
将无气水通入制样膜的试样内
。2.
如权利要求1所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，其特征在于，所述步骤2之后还包括：在所述凸台和制样膜的连接处绑上第一固定套圈
。3.
如权利要求1所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，其特征在于，所述步骤3具体为：所述对开模包括纵向对称的第一固定模和第二固定模，所述第一固定模和第二固定模为可拆卸结构，将拆分的所述第一固定模和第二固定模对准制样膜进行拼装，使得所述对开模的上内侧壁与制样膜的外侧壁贴合，所述对开模下内侧壁的凹陷部与凸台套接；再通过锁紧环套装于对开模的外侧进行锁紧，并卡在所述对开模外侧的阶梯部
。4.
如权利要求1所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，其特征在于，所述步骤5具体包括：步骤
51、
所述搅拌机构包括搅拌器和漏斗，在所述制样膜内部放置盛放试样的漏斗，并将搅拌器伸入漏斗内；步骤
52、
根据同一原始级配计算所需试样的质量，称量其重量并分成重量相等的多份，依次通过所述漏斗均匀下落至制样膜内；步骤
53、
所述试样下落过程中同时旋转搅拌器直至各等份试样倾倒完毕，制备好的试样落入第一过滤纸上
。5.
如权利要求4所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样方法，其特征在于，所述步骤
53...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恒，陈希茂，倪清华，陈军浩，张宏闽，林朝阳，黄婷婷，叶树，张艳娥，
申请(专利权)人：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司福建省中禹水利水电工程有限公司浙江省第一水电建设集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：