[发明专利]一种层状岩土体试样的制样装置及制样方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种层状岩土体试样的制样装置及制样方法，属于水利工程、公路工程技术领域。

背景技术

在基础建设中，岩土体按不同功能分区、分层铺筑的现象普遍存在。水利工程中，坝体的铺筑会存在粗粒料、细粒料、防渗体、反滤料等按不同功能分区、分层铺筑的现象。在寒冷地区，建筑物的防冻区域垫层料的处理和其他区域的处理方式也不一样，也会存在分层现象。公路工程中，路基也是由不同级配的岩土体分层铺筑而成，也存在分层现象。对于分层现象，工程师们只关注了单种材料的特性，而没有考虑在分层情况下多种材料或单种材料不同密实度组合以后的整体特性，故而引发了很多的问题，如坝体局部滑坡、公路局部隆起、塌陷等。而且，传统的单层制样通常是分层击实的，如果第二层制样还是在第一层的基础上击实，则下层的密度、孔隙率则会随着上层击实层数的变化而变化，整体的土体密度不容易控制。

由于满足不同功能而要求同种土按不同密实度分层铺筑或不同土料分层铺筑的现象在建设工程中很普遍，并且单层击实对控制下层密度不利，因此发明一种层状岩土体试样的制样装置和制样方法很有必要。

本发明针对于岩土体考虑按不同土性、不同干密度或不同孔隙率分层提出了一种层状岩土体试样的制样装置及制样方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够准确控制岩土体各分层的密度的层状岩土体试样的制样装置；进一步地，本发明提供一种能够准确控制岩土体各分层的密度的层状岩土体试样的制样方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种层状岩土体试样的制样装置，其特征在于：包括：活动连接的第一层制样装置和若干第二层制样装置，所述第一层制样装置包括从下到上依次活动连接的制样底座、通用圆筒和辅助圆筒；所述第二层制样装置包括从下到上依次活动连接的制样辅助顶盖和上下向设置的两个所述通用圆筒；所述活动连接的连接面均设置有环形凹槽，所述环形凹槽内设置有“O”型橡胶垫圈。

所述第一层制样装置制样完成后拆下辅助圆筒，所述第二层制样装置制样完成后拆下位于上部的所述通用圆筒后，所述第一层制样装置的通用圆筒与所述第二层制样装置的位于下部的通用圆筒对齐后活动连接，再拆下所述制样辅助顶盖后与另一个所述第二层制样装置组装，依次类推，完成第n层试样的组装，第n层试样组装完成后，在顶端装上辅助圆筒，试样制备完成。

所述活动连接为通过扣锁连接。

所述扣锁包括位于所述连接面的一端的活动扣圈，所述连接面的另一端设置有扣槽，所述活动扣圈卡入所述扣槽后下按位于活动扣圈一端的活动压杆来锁定。

所述制样底座、通用圆筒、辅助圆筒和制样辅助顶盖均为圆形，所述通用圆筒的两端均为敞口。

所述第二层制样装置的个数为至少2个。

所述通用圆筒的内径大于试样土样最大颗粒粒径的5倍，所述通用圆筒的高度大于所述试样土样最大颗粒粒径的1.5倍，所述通用圆筒的筒壁厚度大于6mm。

所述“O”型橡胶垫圈的纵向截面直径比所述环形凹槽的沟槽深度的两倍大2-5mm。

为保证“O”型橡胶垫圈的密封作用，其纵向截面直径比环形凹槽的沟槽深度的两倍要大2-5mm，之所以是两倍，是因为上下连接面均有沟槽，而“O”型橡胶垫圈的截面直径应超过上下连接面内的沟槽深度之和。

一种层状岩土体试样的制样方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01，第一层制样：组装第一层制样装置，所述第一层制样装置包括从下到上依次放置的制样底座、通用圆筒和辅助圆筒；所述制样底座和所述通用圆筒之间、所述通用圆筒和所述辅助圆筒之间均设置有用于防水的“O”型橡胶垫圈并且均通过扣锁连接；所述扣锁的活动扣圈卡入扣槽后下按活动压杆来锁定，从而完成第一层制样装置的组装；把称量好的试样土样倒入所述第一层制样装置中，用木槌分三层击实到所述通用圆筒的高度；上拉所述活动压杆解开卡入所述扣槽中的所述活动扣圈，拆下所述辅助圆筒，完成第一层制样；

S02，第二层制样：组装第二层制样装置，所述第二层制样装置包括从下到上依次设置的倒转放置的制样辅助顶盖和两个倒转放置的通用圆筒；所述制样辅助顶盖和通用圆筒之间、两个所述通用圆筒之间均设置有用于防水的所述“O”型橡胶垫圈并且均通过扣锁连接，从而完成第二层制样装置的组装；把称量好的试样土样倒入第二层制样装置中，用木槌分三层击实到一个所述通用圆筒的高度；然后上拉所述活动压杆解开卡入所述扣槽中的所述活动扣圈，拆下位于上部的所述通用圆筒，完成第二层制样；