[发明专利]一种低液限粉质土三轴制样器及制样方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土力学三轴试验试样制备技术领域，特别涉及一种低液限粉质土三轴制样器及制样方法。

背景技术

粉质土是界于砂性土和粘性土之间的过渡类型，在我国广泛分布，该类土稳定性差，既易冲刷侵蚀, 在各种动荷载作用下又易于液化,在当前极端天气频发的情况下，相应的地质灾害严重影响国民经济发展与人民的安定生活，因此对低液限粉质土的研究刻不容缓。限于现场原位试验的限制，一般室内试验是进行相关研究的主要手段，而均一的试样是获取稳定、可靠的试验数据，保证研究结果的必要基础。

目前常用的制样方法主要包括击实法和泥浆固结法。泥浆固结法制样过程繁琐，对制样设备要求较高，而且粉质土黏粒含量低，保水性差，因此泥浆含水量不易确定：泥浆过稠，空气难以排出，泥浆过稀，土颗粒易沉降，分层明显，因此该方法不适用于粉质土。击实法适用性较广，并且简单方便、制样周期短，但缺点也非常明显：首先，试样受冲击荷载作用，分层间密度不均匀，下层试样更加密实；其次，制样过程中空气可能封装在试样中，形成大孔隙，导致试样差异性大；第三在整个制样过程中受人为因素的影响过大。此外，两种方法均需在试样制作完成后再套橡胶膜，然后放置于试验仪器内进行相关研究，这一过程中试样将受到二次扰动，对试验结果形成潜在影响。因此有必要改进制样方法，以适应粉质土的特点，降低设备要求，进而减少人为因素对试样的影响。

发明内容

本发明的目的是：为解决上述现有技术中的技术问题，提供一种经济、可靠的低液限粉质土三轴制样器及合理的制样方法，其能够提高粉质土试样的均一性，减少人为因素对试样的影响，并通过已有的三轴试验设备控制试样的密度，减少对设备投入的要求。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：提供了一种低液限粉质土三轴制样器及制样方法，一种低液限粉质土三轴制样器包括：试样筒、平整器、振捣器和加载器；

所述试样筒进一步包括：底座1、对开模2、对开模固定板3、增容筒14、增容筒固定板15；底座1两端设有螺纹圆槽33，中心设有圆形凸台，圆形凸台与底座侧边的中心垂直线处设置第一导气导水通道32，第一导气导水通道32出口处设有第一导气导水孔4；对开模2下端与所述圆形凸台相匹配，对开模2上端与增容筒14下端相匹配；固定杆12通过旋入螺纹圆槽33固定在底座1上；对开模固定板3与增容筒固定板15两端均设有通孔，固定板依次穿过固定杆12且分别放置在对开模与增容筒的凸缘上，并用螺母13固定；对开模固定板3将底座1与对开模2固定在一起、增容筒固定板15将对开模2与增容筒14固定在一起；

所述平整器进一步包括：一字凸端头16、导杆17，两者通过螺纹连接；

所述振捣器进一步包括：联合振捣头18、第一螺纹杆19、第一定位板20、第一紧固片21、辅助定位板22；第一螺纹杆19下端与联合振捣头18螺纹连接，上端与辅助定位板22螺纹连接，第一定位板20与第一紧固片21在第一螺纹杆19上自由移动；

所述加载器放入增容筒内，进一步包括：加载头23、第二螺纹杆24、第二定位板25、第二紧固片26、第二导气导水孔27，加载头23与第二螺纹杆24下端螺纹连接，第二螺纹杆24上端设置第二导气导水孔27，第二定位板25与第二紧固片26在第二螺纹杆24上自由移动。

其中，所述对开模2由两块圆心角为180°的半圆形金属片组成，其连接处，一端设置凸槽9，另一端设置第一凹槽8，凸槽9与第一凹槽8相对应，凸槽9长于第一凹槽8约0.5mm，第一凹槽8与直径3mm橡胶密封圆条10相通。

其中，所述对开模2外侧中间位置设有吸气孔5，对开模2内侧刻有若干1.5mm宽、1.5mm深的排气槽，纵向排气槽6间隔60°，环向排气槽7间隔15mm，纵向排气槽6与环向排气槽7在吸气孔5处相交。

其中，所述联合振捣头18由20mm高弹性橡胶圆柱块与20mm白钢圆柱块组成。

其中，所述加载器的加载头23侧壁设置两道密封圈29，下端内嵌第一透水石30，第二螺纹杆24上端设置弯凹槽31，第二螺纹杆24内设第二导气导水通道28，且第二导气导水通道28出口处设有第二导气导水孔27。