一种土木工程技术领域的轻型重塑土制样装置，包括：主支架结构和加载系统结构，其中：装置主支架结构放置于水平面上，加载系统结构安装于主支架结构的内部，主支架结构包括：上板、下板、螺杆螺母组件、制样筒、透水石和围槽板；加载系统结构包括：加载板、承载板、加压杆、扣板和防倾板。本装置把由重塑土制备的稀泥浆倒入由有机玻璃制作的装置中，在顶部施加静载使土样固结得到含水量均匀的饱和重塑土试样。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种土木工程
的装置，具体是一种轻型重塑土制样装置。
技术介绍
室内试验可以获取土样的各种物理、力学参数，为工程设计或数值模拟提供依据。 室内实验时必须选用合适的样品进行测试，由于不同土质原状土实验结果相差很大，对同 一土质原状土改变微小的实验条件也会导致截然不同的实验结果，所以原状土样实验结果 离散性大，不利于土力学应用。因此国外在室内土工实验中主要是用性质均勻、实验结果离 散性小的重塑土样。现行室内制备重塑土样技术大致可分为两类(1)击实法，即采用确定质量的击 锤从确定的高度下落，一层或分层击实土样至所需尺寸，此法的优点是简单易行且制样周 期短，但其缺点是重塑土样含水量不均勻且制出的试样下部密实，上部松散。(2)沉降法，这 种方法是将稀泥浆放置到常规固结仪，通过加静载固结土样。此法优点是能得到含水量均 勻的试样，缺点是步骤繁琐，制样设备要求较高。经对现有技术文献检索发现，中国专利申请号200820150444，专利技术名称饱和重 塑土制样器，该装置包括一个支架和一个安置在支架上的制样筒，有一根延长杆的一端与 支架铰接，另一端吊挂荷载，而靠近与支架铰接处铰连一个压杆的上端，压杆的下端施压于 制样筒上。本技术制样器制样过程中，先将搅拌均勻的重塑泥浆样移入到制样筒。利 用杠杆原理，改变挂钩上的砝码重量给土体施加不同的固结压力，并可以方便地控制固结 压力；改变制样筒直径可以方便地制作不同直径的试样，满足各种试验需要。本技术能 制备密度均勻的饱和重塑土样，具有原理简单、操作简便的优点。该专利技术重点设计了能够控 制固结压力的杠杆以及能够制备不同直径的试样，但是该装置材料为钢铁，加工不方便、使 用笨重且不可视。中国专利申请号200920033221，专利技术名称土工试样制备仪，该装置结构特征是 由上板、下板和中间的立柱组成框架。千斤顶座落在下板上，顶部顶撑垫块，垫块上置放制 样筒，制样筒内置有套筒，垫板安装在上板上，垫板面上开有长方孔，孔内设环形浅槽，顶柱 或空心顶嵌入垫板固定，其下端嵌套于制样筒套筒内。本技术结构简单，易操作，可完 成各类实心和空心重塑土制样及用于最优含水量试验，具备脱样功能，它克服现有设备造 价较高，体积较大，存在噪音以及难易携带的缺陷，为土工试验及相关研究增添了经济实用 的新仪器。该专利技术用做重塑土制样时，轴压由千斤顶施加，压力不稳定、装置封闭无排水设 施且不可视、装置材质为金属，加工不便。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种轻型重塑土制样装置，把由重塑 土制备的稀泥浆倒入由有机玻璃制作的装置中，在顶部施加静载使土样固结得到含水量均勻的饱和重塑土试样。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括主支架结构和加载系统结构，其 中装置主支架结构放置于水平面上，加载系统结构安装于主支架结构的内部。所述的主支架结构包括上板、下板、螺杆螺母组件、制样筒、透水石和围槽板，其 中下板、透水石、制样筒和上板从下至上依次固定连接，上板与下板通过螺杆螺母相连，上 板和下板的上部由围槽板围成方形凹槽，上板下部由围槽板围成圆形凹槽。所述的加载系统结构包括加载板、承载板、加压杆、扣板和防倾板，其中加压杆 从下至上依次与加载板、防倾板、扣板和承载板相连接，加载板和承载板粘贴于加压杆上， 加压杆从扣板和防倾板中心穿过。所述的上板的中心位置设有一个与制样筒相同内径尺寸的圆洞，用于倒稀浆液以及安装。所述的圆洞的四周上部设有由有机玻璃围槽板围成的方形凹槽槽，槽的尺寸与扣 板相匹配。所述的圆洞的四周下部设有由有机玻璃围槽板围成的圆形凹槽槽，槽的内径与制 样筒外径相匹配。所述的下板的厚度大于上板的厚度，该下板的中心位置对应设有由有机玻璃围槽 板围成的方形凹槽，该方形凹槽的尺寸与透水石相匹配。所述的方形凹槽的高度大于透水石的厚度。所述的螺杆螺母组件包括若干组螺杆及其对应的三个螺母，其中螺杆安装于 上板和下板的四角，螺母安装于下板的上下部和上板的上部，上板上部螺母采用蝶形螺母。所述的制样筒为圆柱形结构；所述的透水石为圆形，厚度10mm，直径大于制样筒 外径。所述的加载板上设有若干个直径3mm的孔，孔与孔之间的间距为10mm。上述制样装置的具体使用方法，包括以下步骤第一步，制样装置安装。把透水石和滤纸放于下板上的槽内，往上依次放置制样筒 (圆筒底面积为A cm2)和上板，制样筒扣进由下板上由围槽板围成的凹槽内，上板和下板之 间用螺杆固定。第二步，试样浆液制备。称取一定质量为Mg的干土，加入蒸馏水，在搅拌机上搅拌 三小时以上，制备成大于液限的稀浆液。第三步，把稀浆液倒入制样筒。上板开有和制样筒内径相同的开洞，稀浆液可以很 轻松的倒入制样筒。第四步，安装加载系统结构。首先在稀浆液的顶部放置滤纸，之后放置加载系统结 构，扣板扣住上板面上的围槽板。第五步，把静载施加于承载板上。在静载作用下测量制样筒内试样随时间变化的 尚度H0第六步，根据时间平方根法判定试样稳定。在时间变化范围内，制样筒内试样 高度变化值△ H小于容许值时，判定稳定，即得到特定先期固结压力下的重塑土试样。本专利技术的特点是(1)设备主要构件由有机玻璃制作，上下板之间通过不锈钢螺 杆相连，制作成本低廉、加工方便、结构重量小。(2)测试方法操作简单，设备易于维护和安4装，有较好的实验室制备重塑土的实用性。( 可以制作不同直径重塑土样，设计了扣板和 防倾板来保证加压杆的垂直度。(4)装置材质为有机玻璃，在制样过程中可视化。本专利技术装 置简单可靠，经济实用，加工方便，使用简便，能够得到含水率均一的饱和重塑土试样。本专利技术简单、安装高效、操作简单，通过实验室试验测试，试验结果良好。附图说明图1为本专利技术装置正视图。图2为本专利技术加载系统结构正视图。图3为本专利技术下板结构正视图。图4为本专利技术上板结构俯视图。图5为本专利技术上板结构仰视图。图6为判定重塑土样固结稳定的时间平方根法示意图。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施 例。如图1所示，本实施例包括主支架结构1和加载系统结构2，其中装置主支架结 构1放置于水平面上，加载系统结构2安装于主支架结构1的内部。所述的主支架结构1包括上板3、下板4、螺杆螺母组件5、制样筒6、透水石7、围 槽板13、围槽板14和围槽板15，其中结构从下至上依次为下板4、透水石7、制样筒6、上 板3 ；上板3与下板4通过螺杆螺母5相连。上板3的上部由围槽板13围成方形凹槽，上 板3下部由围槽板14围成圆形凹槽，下板4的下部由围槽板15围成方形凹槽。所述的加载系统结构2包括加载板8、承载板9、加压杆10、扣板11和防倾板12， 其中加压杆10从下至上依次与加载板8、防倾板12、扣板11和承载板9相连接，加载板8 和承载板9粘贴于加压杆10上，加压杆10从扣板11和防倾板12中心穿过，所述的上板3为边长360mm的正方形板，厚度为20mm，中间开洞直径为150mm ；所述的下板4为边长360mm的正方形板，厚度为30mm ；所述的螺杆螺母组件5，螺杆直径8mm，长度为450mm。所述的制样筒6外径为160mm本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轻型重塑土制样装置，包括：主支架结构和加载系统结构，其中：装置主支架结构放置于水平面上，加载系统结构安装于主支架结构的内部，其特征在于：所述的主支架结构包括：上板、下板、螺杆螺母组件、制样筒、透水石和围槽板，其中：下板、透水石、制样筒和上板从下至上依次固定连接，上板与下板通过螺杆螺母相连，上板和下板的上部由围槽板围成方形凹槽，上板下部由围槽板围成圆形凹槽；所述的加载系统结构包括：加载板、承载板、加压杆、扣板和防倾板，其中：加压杆从下至上依次与加载板、防倾板、扣板和承载板相连接，加载板和承载板粘贴于加压杆上，加压杆从扣板和防倾板中心穿过。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱启银，叶冠林，尹振宇，王建华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
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