一種粘土試樣的制備裝置和制備方法
【專利摘要】一種粘土試樣的制備裝置和制備方法，所述的制備裝置由土料槽、壓蓋、左擋板、右擋板、加壓螺栓、連接桿六部分連接而成；左、右擋板分別安裝在土料槽兩端，由連接桿組固定于土料槽兩端；壓蓋下端內(nèi)嵌于土料槽內(nèi)部，由加壓螺栓連接壓蓋和土料槽。所述的裝置制作出的土樣，無分層擊實(shí)，可用于測(cè)量土抗拉實(shí)驗(yàn)。所述的制備方法步驟：1）制備準(zhǔn)備；2）組裝裝置；3）填土；4）壓實(shí)土料；5）取出試樣；6）清潔保存。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)方式制作出的土樣無法進(jìn)行拉力實(shí)驗(yàn)的問題，而且制作過程省時(shí)省力，土樣不存在分層時(shí)出現(xiàn)薄弱面，軸向性質(zhì)均勻。
【專利說明】
一種粘土試樣的制備裝置和制備方法
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及巖土力學(xué)中一種重要的實(shí)驗(yàn)裝置及方法，尤其涉及對(duì)于土樣抗拉強(qiáng)度測(cè)定時(shí)土樣制備的裝置以及制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
隨著土力學(xué)特性研究的精確性提高，尤其是土坡塌方、地表、土石壩開裂、射流破土等領(lǐng)域的發(fā)展，土體抗拉強(qiáng)度的準(zhǔn)確測(cè)量顯得日益重要，而土樣的優(yōu)劣對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性影響極大。目前普遍采用沿軸向分層擊實(shí)的制樣方法，主要用于三軸實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行試樣的壓剪破壞，但這種方式制備的土樣用于拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)存在如下問題:(1)各層擊實(shí)時(shí)，人為干擾嚴(yán)重，擊實(shí)強(qiáng)度無法保證一致，擊實(shí)過程中含水率變化也較大，這使得土樣沿軸向性質(zhì)不均；
[2]在分層處，盡管土樣通過打毛處理，但仍使整個(gè)土樣產(chǎn)生人為薄弱面，拉伸時(shí)試樣極易沿著該分層面拉斷，無法反應(yīng)土樣由于土粒自身粘性弓I起的抗拉強(qiáng)度。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所需要解決的問題:解決上述傳統(tǒng)擊實(shí)方法制作的土樣造成土樣軸向性質(zhì)不均、分層處存在薄弱面、無法進(jìn)行抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的缺陷，提供一種新型的土樣的制備裝置以及制備方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
一種粘土試樣的制備裝置，其特征在于:包括土料槽、壓蓋、左擋板、右擋板、連接桿組、加壓螺栓、推土桿以及出土孔蓋；
所述土料槽包括一個(gè)U型槽以及設(shè)置在U型槽兩端的土料槽耳板，所述土料槽耳板上設(shè)置若干螺栓孔，所述U型槽底部為半圓弧度的槽，槽兩邊為垂直槽壁；
所述左擋板和右擋板分別安裝在土料槽的兩側(cè)，所述左擋板和右擋板兩側(cè)開有通孔，所述連接桿組有兩組，包括第一連接螺桿組和第二連接螺桿組，所述第一連接螺桿組和第二連接螺桿組分別通過通孔將左擋板、土料槽以及右擋板固定在一起，
所述壓蓋為T型狀，T型狀的兩個(gè)上端為壓蓋耳板，所述壓蓋耳板上設(shè)置與土料槽耳板相對(duì)應(yīng)的螺栓孔，所述T型狀的下端頂部設(shè)置一個(gè)半圓弧度的槽，所述壓蓋契合嵌入土料槽內(nèi)，土料槽和壓蓋的兩個(gè)半圓弧度的槽形成一個(gè)密閉的圓柱空間，所述加壓螺栓通過設(shè)置于土料槽和壓蓋中相應(yīng)的螺栓孔將整個(gè)裝置固定；
所述左擋板在正對(duì)圓柱空間的位置上設(shè)置出土孔蓋孔，所述出土孔蓋與出土孔蓋孔螺紋連接，所述右擋板在靠著圓柱空間的位置上設(shè)置一個(gè)圓形凹槽，所述圓形凹槽的中央位置設(shè)置一個(gè)推桿孔；
所述推土桿包括一個(gè)圓盤和一個(gè)推桿，所述推桿插入推桿孔，使得圓盤與圓形凹槽對(duì)應(yīng)契合。
[0005]—種粘土試樣的制備方法，步驟如下:
第一步，制備準(zhǔn)備
根據(jù)需要配置一定含水率的實(shí)驗(yàn)用土料，并密閉放置一晝夜;準(zhǔn)備好相應(yīng)備土工具，包括:挑土刀、凡士林、刷子、與土樣等徑的圓盤、木錘以及相應(yīng)緊固扳手； 第二步，組裝裝置
分別在壓蓋、土料槽以及左擋板、出土孔蓋、右擋板、推土桿的內(nèi)側(cè)壁面涂上適當(dāng)凡士林，然后將出土孔蓋擰在左擋板上，推土桿安裝于右擋板上，再通過連接桿組將左、右擋板固定在土料槽兩側(cè)，保證擋板與土料槽下側(cè)平齊，形成一個(gè)兩端帶有擋板的U型槽；
第三步，填土
根據(jù)所需干密度稱量一定質(zhì)量土料，依次分批放置在U型槽內(nèi)，防止土料散落，結(jié)塊土料需分散后填入，兩側(cè)擋板處土料適當(dāng)填實(shí)，可適當(dāng)振動(dòng)土料槽促進(jìn)土粒密實(shí)；
第四步，壓實(shí)土料
蓋上壓蓋，用木錘輕敲壓蓋上部四周，待其降到加壓螺栓行程內(nèi)時(shí)，擰上加壓螺栓，按左右間隔位置逐漸擰緊螺栓，以確保土料受力均衡，直至土料槽和壓蓋間無縫隙為止；第五步，取出試樣
先松開加壓螺栓，然后擰開出土孔蓋，再慢慢旋轉(zhuǎn)推土桿，使土樣從左擋板上的出土孔蓋孔被推出來，再松開左、右擋板的連接螺母，最后測(cè)量試樣的質(zhì)量和直徑等參數(shù)后密封保存，以待實(shí)驗(yàn)；
第六步，清潔保存
清洗裝置各部分并晾曬或風(fēng)干，注意防止壓蓋下口發(fā)生碰撞，干燥后再組裝在一起存放。
[0006]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn):
本土樣制作的裝置，可以一次壓實(shí)土料，無需多次擊實(shí)，耗時(shí)少，含水率變化小，操作簡(jiǎn)單；
通過徑向加載施加壓力，土樣壓制均勾，有利于提高土樣實(shí)驗(yàn)精度；
本土樣制作裝置具有推土結(jié)構(gòu)，取出土樣過程簡(jiǎn)單，可靠。
[0007]土樣無軸向的制作缺陷，可防止軸向拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)沿缺陷面斷裂而無法反映土粒自身粘性所產(chǎn)生的抗拉特性。
【附圖說明】
[0008]圖1為土樣制備裝置三維圖；
圖2為土樣制備裝置俯視圖；
圖3為土樣制備裝置側(cè)視圖；
圖4為壓蓋三維圖；
圖5為土料槽三維圖；
圖6為左擋板三維圖；
圖7為右擋板半剖圖；
圖8為推土桿；
圖9為出土孔蓋；
圖10為土樣制備原理圖。
[0009]附圖標(biāo)注說明:1、土料槽，1-1、土料槽耳板，2、壓蓋，2-1、壓蓋耳板，3、左擋板，3-1、出土孔蓋孔，4、右擋板，4-1、圓形凹槽，4-2、推桿孔，5、連接桿組，5-1、第一連接螺桿組，5-2、第二連接螺桿組，6、加壓螺栓，7、推土桿，7-1、推桿，7-2、圓盤，8、出土孔蓋，9、螺栓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示，一種粘土試樣的制備裝置，包括土料槽1、壓蓋2、左擋板3、右擋板4、連接桿組5、加壓螺栓6、推土桿7以及出土孔蓋8;
土料槽I包括一個(gè)U型槽以及設(shè)置在U型槽兩端的土料槽耳板1-1，土料槽耳板1-1上設(shè)置若干螺栓孔9，U型槽底部為半圓弧度的槽，槽兩邊為垂直槽壁；
左擋板3和右擋板4分別安裝在土料槽I的兩側(cè)，左擋板3和右擋板4兩側(cè)開有通孔，連接桿組5有兩組，包括第一連接螺桿組5-1和第二連接螺桿組5-2，第一連接螺桿組5-1和第二連接螺桿組5-2分別通過通孔將左擋板3、土料槽I以及右擋板4固定在一起，
壓蓋2為T型狀，T型狀的兩個(gè)上端為壓蓋耳板2-1，壓蓋耳板2-1上設(shè)置與土料槽耳板1-1相對(duì)應(yīng)的螺栓孔9，T型狀的下端頂部設(shè)置一個(gè)半圓弧度的槽，壓蓋2契合嵌入土料槽I內(nèi)，土料槽I和壓蓋2的兩個(gè)半圓弧度的槽形成一個(gè)密閉的圓柱空間，加壓螺栓6通過設(shè)置于土料槽I和壓蓋2中相應(yīng)的螺栓孔9將整個(gè)裝置固定；
左擋板3在正對(duì)圓柱空間的位置上設(shè)置出土孔蓋孔3-1，出土孔蓋8與出土孔蓋孔3-1螺紋連接，右擋板4在靠著圓柱空間的位置上設(shè)置一個(gè)圓形凹槽4-1，圓形凹槽4-1的中央位置設(shè)置一個(gè)推桿孔4-2 ；
推土桿7包括一個(gè)圓盤7-2和一個(gè)推桿7-1，推桿7-1插入推桿孔4-2，使得圓盤7-2與圓形凹槽4-1對(duì)應(yīng)契合。
[0011]如圖4所示，一種粘土試樣的制備方法，利用上述的裝置。其步驟如下:
第一步，制備準(zhǔn)備
根據(jù)需要配置一定含水率的實(shí)驗(yàn)用土料，并密閉放置一晝夜;準(zhǔn)備好相應(yīng)備土工具，包括:挑土刀、凡士林、刷子、與土樣等徑的圓盤、木錘以及相應(yīng)緊固扳手；
第二步，組裝裝置
分別在壓蓋2、土料槽I以及左擋板3、出土孔蓋8、右擋板4、推土桿7的內(nèi)側(cè)壁面涂上適當(dāng)凡士林，然后將出土孔蓋8擰在左擋板3上，推土桿7安裝于右擋板4上，再通過連接桿組將左、右擋板固定在土料槽I兩側(cè)，保證擋板與土料槽I下側(cè)平齊，形成一個(gè)兩端帶有擋板的U型槽；
第三步，填土
根據(jù)所需干密度稱量一定質(zhì)量土料，依次分批放置在U型槽內(nèi)，防止土料散落，結(jié)塊土料需分散后填入，兩側(cè)擋板處土料適當(dāng)填實(shí)，可適當(dāng)振動(dòng)土料槽I促進(jìn)土粒密實(shí)；
第四步，壓實(shí)土料
蓋上壓蓋2，用木錘輕敲壓蓋上部四周，待其降到加壓螺栓6行程內(nèi)時(shí)，擰上加壓螺栓6，按左右間隔位置逐漸擰緊螺栓，以確保土料受力均衡，直至土料槽I和壓蓋2間無縫隙為止；第五步，取出試樣
先松開加壓螺栓6，然后擰開出土孔蓋8，再慢慢旋轉(zhuǎn)推土桿7，使土樣從左擋板3上的出土孔蓋孔3-1被推出來，再松開左、右擋板的連接螺母，最后進(jìn)行質(zhì)量和直徑的測(cè)量后密封保存，以待實(shí)驗(yàn)；
第六步，清潔保存
清洗裝置各部分并晾曬或風(fēng)干，注意防止壓蓋2下口發(fā)生碰撞，干燥后再組裝在一起存 y
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【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粘土試樣的制備裝置，其特征在于:包括土料槽、壓蓋、左擋板、右擋板、連接桿組、加壓螺栓、推土桿以及出土孔蓋； 所述土料槽包括一個(gè)U型槽以及設(shè)置在U型槽兩端的土料槽耳板，所述土料槽耳板上設(shè)置若干螺栓孔，所述U型槽底部為半圓弧度的槽，槽兩邊為垂直槽壁； 所述左擋板和右擋板分別安裝在土料槽的兩側(cè)，所述左擋板和右擋板兩側(cè)開有通孔，所述連接桿組有兩組，包括第一連接螺桿組和第二連接螺桿組，所述第一連接螺桿組和第二連接螺桿組分別通過通孔將左擋板、土料槽以及右擋板固定在一起， 所述壓蓋為T型狀，T型狀的兩個(gè)上端為壓蓋耳板，所述壓蓋耳板上設(shè)置與土料槽耳板相對(duì)應(yīng)的螺栓孔，所述T型狀的下端頂部設(shè)置一個(gè)半圓弧度的槽，所述壓蓋契合嵌入土料槽內(nèi)，土料槽和壓蓋的兩個(gè)半圓弧度的槽形成一個(gè)密閉的圓柱空間，所述加壓螺栓通過設(shè)置于土料槽和壓蓋中相應(yīng)的螺栓孔將整個(gè)裝置固定； 所述左擋板在正對(duì)圓柱空間的位置上設(shè)置出土孔蓋孔，所述出土孔蓋與出土孔蓋孔螺紋連接，所述右擋板在靠著圓柱空間的位置上設(shè)置一個(gè)圓形凹槽，所述圓形凹槽的中央位置設(shè)置一個(gè)推桿孔； 所述推土桿包括一個(gè)圓盤和一個(gè)推桿，所述推桿插入推桿孔，使得圓盤與圓形凹槽對(duì)應(yīng)契合。2.—種基于權(quán)利要求1所述的一種粘土試樣的制備方法，其特征在于:所述步驟為: 第一步，制備準(zhǔn)備 根據(jù)需要配置一定含水率的實(shí)驗(yàn)用土料，并密閉放置一晝夜;準(zhǔn)備好相應(yīng)備土工具，包括:挑土刀、凡士林、刷子、與土樣等徑的圓盤、木錘以及相應(yīng)緊固扳手； 第二步，組裝裝置 分別在壓蓋、土料槽以及左擋板、出土孔蓋、右擋板、推土桿的內(nèi)側(cè)壁面涂上適當(dāng)凡士林，然后將出土孔蓋擰在左擋板上，推土桿安裝于右擋板上，再通過連接桿組將左、右擋板固定在土料槽兩側(cè)，保證擋板與土料槽下側(cè)平齊，形成一個(gè)兩端帶有擋板的U型槽； 第三步，填土 根據(jù)所需干密度稱量一定質(zhì)量土料，依次分批放置在U型槽內(nèi)，防止土料散落，結(jié)塊土料需分散后填入，兩側(cè)擋板處土料適當(dāng)填實(shí)，可適當(dāng)振動(dòng)土料槽促進(jìn)土粒密實(shí)； 第四步，壓實(shí)土料 蓋上壓蓋，用木錘輕敲壓蓋上部四周，待其降到加壓螺栓行程內(nèi)時(shí)，擰上加壓螺栓，按左右間隔位置逐漸擰緊螺栓，以確保土料受力均衡，直至土料槽和壓蓋間無縫隙為止；第五步，取出試樣 先松開加壓螺栓，然后擰開出土孔蓋，再慢慢旋轉(zhuǎn)推土桿，使土樣從左擋板上的出土孔蓋孔被推出來，再松開左、右擋板的連接螺母，最后進(jìn)行質(zhì)量和直徑的測(cè)量后密封保存，以待實(shí)驗(yàn)； 第六步，清潔保存 清洗裝置各部分并晾曬或風(fēng)干，注意防止壓蓋下口發(fā)生碰撞，干燥后再組裝在一起存放。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK106053182SQ201610649148
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月9日 公開號(hào)201610649148.7, CN 106053182 A, CN 106053182A, CN 201610649148, CN-A-106053182, CN106053182 A, CN106053182A, CN201610649148, CN201610649148.7
【發(fā)明人】顧磊, 李振升, 戴偉, 鄭慶云, 楊金寶, 周凡, 沈圓, 謝子陽, 袁斌, 劉光遠(yuǎn), 陳秀靜
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)常州校區(qū)