【技术实现步骤摘要】
本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系统。
技术介绍
1、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。
2、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。
3、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
1、有鉴于此，本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系统，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
2、为了实现上述的技术目的，本技术所采用的技术方案为：
3、一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样系统，所述制样系统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；所述制样系统包括套装于凸台上的制样膜，所述制样膜的外侧套装有可拆卸的对开模，所述对开模的外壁连通有抽气机构，通过所述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；所述制样膜内由下至上依次设置有第一透水石、第一过滤纸、制备好的试样、第二过滤纸和第二透水石，所述第二透水石的上部设有试样帽，所述制样膜的上部包覆于试样帽上；所述底座和凸台中部贯穿连接有试样饱和机构，通过所述试样饱和机构将无气水通入制样膜的试样内。
4、进一步的，还包括用于搅拌试样的搅拌机构，所述搅拌机构包括用于搅拌试样的搅拌器和盛放试样的漏斗，在制样过程中所述漏斗的下端部插设于制样膜内，并位于第一过滤纸的上方，所述搅拌器插设于漏斗内；所述试样通过搅拌器搅拌后设置于制样膜内，并与第一过滤纸的上表面接触。
5、进一步的，所述抽气机构包括真空泵，所述真空泵上设置有出气孔，所述对开模的外壁设有抽气孔，所述真空泵通过出气孔连接至抽气孔。
6、进一步的，所述试样饱和机构包括装有二氧化碳的第一瓶体，所述试样帽外侧壁上设置有孔隙口，所述三轴压力室的固定座两端分别设置有孔压口和反压口；所述第一瓶体上设置有阀门和压力控制器，所述第一瓶体连接至三轴压力室的孔压口，所述孔压口通过管道连通至底座和凸台中部纵向贯穿的通孔，并通过所述通孔将二氧化碳气体通入制样膜内，并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。
7、进一步的，所述试样饱和机构还包括装有无气水的第二瓶体，所述无气水用于溶解在二氧化碳饱和完成后试样中残留的二氧化碳，所述第二瓶体挂设于制样膜的上方；拆卸所述第一瓶体与孔压口的连接，将所述第二瓶体连接至三轴压力室的孔压口，所述孔压口通过管道连通至底座和凸台中部纵向贯穿的通孔，并通过所述通孔将无气水通入制样膜内，并从所述试样帽的孔隙口通过管道从三轴压力室的反压口排出，以溶解试样中的二氧化碳和增加试样的饱和度。
8、进一步的，所述对开模包括纵向对称的第一固定模和第二固定模，所述抽气孔设置在第一固定模上；所述第一固定模和第二固定模为可拆卸连接，所述第一固定模和第二固定模拼装形成空心的圆柱体，所述圆柱体的上内侧壁与制样膜的外侧壁贴合，所述圆柱体的下内侧壁具有凹陷部，所述凹陷部与凸台的外侧套接。
9、进一步的，还包括锁紧环，所述对开模的外侧壁横向具有至少一层阶梯部，所述锁紧环套装于对开模的外侧，并抵设于所述阶梯部。
10、进一步的，还包括多个第一固定套圈和第二固定套圈，所述第一固定套圈套紧于制样膜的底部和凸台的连接处；所述第二固定套圈套紧于制样膜的顶部与试样帽的连接处。
11、进一步的，所述第一瓶体为钢瓶；所述凸台呈圆柱形；所述第一固定套圈和第二固定套圈均为胶带或具有弹性的橡胶圈；所述制样膜为具有弹性的橡胶膜；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；用于制样的所述试样均为同一原始级配的样品。
12、进一步的，还包括压力控制室，所述压力控制室的控制端连接至三轴压力室对应的端口，用于控制三轴压力室的压力。
13、采用上述的技术方案，本技术与现有技术相比，其具有的有益效果为：
14、(1)采用刚性的对开模贴合于制样膜，并用锁紧环将对开模锁紧，这样可以保证制样膜在制样过程中，使得试样会因对开模的作用下能成型并保持直立状态，保证试样的完整性；
15、(2)制样过程通过直接在三轴压力室的底座上制样，有效避免了因拆三瓣膜而导致影响钙质砂试样完整性的可能，减少了诸多繁琐程序，提高了制样的效率，提高试验结果的准确性；本技术不通过在三瓣膜内击实试样使其达到试验所需高度，而是通过敲击对开模外壁及缓慢按压试样的方式使试样达到所需高度，减少了制样过程中产生的颗粒破碎；本技术全程在三轴压力室上进行，制备完毕后无需进行移动，减少了仪器外制样从而移动试样造成的扰动，保证试样的完整性；
16、(3)采用二氧化碳饱和加无气水饱和相结合的方式，有效地将试样中空气排出，提高了钙质砂试样的饱和度，减少了试样饱和的时间；
17、(4)为保证试样均质性，所有试样采用同一原始级配进行调配后再进行制样，同时在制样过程中按等重量份多次放入漏斗中，再使用搅拌器均匀搅拌，这样就提高了试样的均质性，且制样更加简洁，减少了因试样不均匀所产生的误差从而提高试验结果的准确性。
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1.一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样系统，其特征在于，所述制样系统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；所述制样系统包括套装于凸台上的制样膜，所述制样膜的外侧套装有可拆卸的对开模，所述对开模的外壁连通有抽气机构，通过所述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；所述制样膜内由下至上依次设置有第一透水石、第一过滤纸、制备好的试样、第二过滤纸和第二透水石，所述第二透水石的上部设有试样帽，所述制样膜的上部包覆于试样帽上；所述底座和凸台中部贯穿连接有试样饱和机构，通过所述试样饱和机构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系统，其特征在于，还包括用于搅拌试样的搅拌机构，所述搅拌机构包括用于搅拌试样的搅拌器和盛放试样的漏斗，在制样过程中所述漏斗的下端部插设于制样膜内，并位于第一过滤纸的上方，所述搅拌器插设于漏斗内；所述试样通过搅拌器搅拌后设置于制样膜内，并与第一过滤纸的上表面接触。
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系统，其特征在
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系统，其特征在于，所述试样饱和机构包括装有二氧化碳的第一瓶体，所述试样帽外侧壁上设置有孔隙口，所述三轴压力室的固定座两端分别设置有孔压口和反压口；所述第一瓶体上设置有阀门和压力控制器，所述第一瓶体连接至三轴压力室的孔压口，所述孔压口通过管道连通至底座和凸台中部纵向贯穿的通孔，并通过所述通孔将二氧化碳气体通入制样膜内，并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。
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系统，其特征在于，所述试样饱和机构还包括装有无气水的第二瓶体，所述无气水用于溶解在二氧化碳饱和完成后试样中残留的二氧化碳，所述第二瓶体挂设于制样膜的上方；拆卸所述第一瓶体与孔压口的连接，将所述第二瓶体连接至三轴压力室的孔压口，所述孔压口通过管道连通至底座和凸台中部纵向贯穿的通孔，并通过所述通孔将无气水通入制样膜内，并从所述试样帽的孔隙口通过管道从三轴压力室的反压口排出，以溶解试样中的二氧化碳和增加试样的饱和度。
6.如权利要求3所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样系统，其特征在于，所述对开模包括纵向对称的第一固定模和第二固定模，所述抽气孔设置在第一固定模上；所述第一固定模和第二固定模为可拆卸连接，所述第一固定模和第二固定模拼装形成空心的圆柱体，所述圆柱体的上内侧壁与制样膜的外侧壁贴合，所述圆柱体的下内侧壁具有凹陷部，所述凹陷部与凸台的外侧套接。
7.如权利要求6所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样系统，其特征在于，还包括锁紧环，所述对开模的外侧壁横向具有至少一层阶梯部，所述锁紧环套装于对开模的外侧，并抵设于所述阶梯部。
8.如权利要求5所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样系统，其特征在于，还包括多个第一固定套圈和第二固定套圈，所述第一固定套圈套紧于制样膜的底部和凸台的连接处；所述第二固定套圈套紧于制样膜的顶部与试样帽的连接处。
9.如权利要求8所述的一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样系统，其特征在于，所述第一瓶体为钢瓶；所述凸台呈圆柱形；所述第一固定套圈和第二固定套圈均为胶带或具有弹性的橡胶圈；所述制样膜为具有弹性的橡胶膜；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；用于制样的所述试样均为同一原始级配的样品。
10.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系统，其特征在于，还包括压力控制室，所述压力控制室的控制端连接至三轴压力室对应的端口，用于控制三轴压力室的压力。
...【技术特征摘要】
1.一种三轴试验中均质钙质砂试样的制样系统，其特征在于，所述制样系统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；所述制样系统包括套装于凸台上的制样膜，所述制样膜的外侧套装有可拆卸的对开模，所述对开模的外壁连通有抽气机构，通过所述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；所述制样膜内由下至上依次设置有第一透水石、第一过滤纸、制备好的试样、第二过滤纸和第二透水石，所述第二透水石的上部设有试样帽，所述制样膜的上部包覆于试样帽上；所述底座和凸台中部贯穿连接有试样饱和机构，通过所述试样饱和机构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系统，其特征在于，还包括用于搅拌试样的搅拌机构，所述搅拌机构包括用于搅拌试样的搅拌器和盛放试样的漏斗，在制样过程中所述漏斗的下端部插设于制样膜内，并位于第一过滤纸的上方，所述搅拌器插设于漏斗内；所述试样通过搅拌器搅拌后设置于制样膜内，并与第一过滤纸的上表面接触。
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系统，其特征在于，所述抽气机构包括真空泵，所述真空泵上设置有出气孔，所述对开模的外壁设有抽气孔，所述真空泵通过出气孔连接至抽气孔。
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系统，其特征在于，所述试样饱和机构包括装有二氧化碳的第一瓶体，所述试样帽外侧壁上设置有孔隙口，所述三轴压力室的固定座两端分别设置有孔压口和反压口；所述第一瓶体上设置有阀门和压力控制器，所述第一瓶体连接至三轴压力室的孔压口，所述孔压口通过管道连通至底座和凸台中部纵向贯穿的通孔，并通过所述通孔将二氧化碳气体通入制样膜内，并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。
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系统，其特征在于，所述试样饱和机构还...
【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：福建理工大学，
类型：新型
国别省市：
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