[发明专利]一种空心圆柱试样饱和器

说明书

本发明公开了一种空心圆柱试样饱和器，包括中空的试样外筒机构和中空的试样内筒机构，试样内筒机构设置于试样外筒机构内，试样外筒机构和试样内筒机构均固定设置于试样底座上，外成模筒机构包括试样外筒，试样外筒由三个瓣膜围成圆筒；试样外筒的外层由外箍环固定，试样外筒的外侧设置有外支撑杆，外支撑杆围成圆形；试样外筒和外支撑杆的下端固定于试样底座上，试样外筒和外支撑杆的上端设置有外筒顶帽。空心圆柱试样饱和器结构简单、使用方便、省时省力、适用性强，各个设计环节合理而有效地利用了材料特性和试验经验，避免了试验仪器重复配置造成的资源浪费，从而达到了良好的试验效果，为空心圆柱扭剪仪的饱和试样试验提供了极大的帮助。

技术领域

本发明属于土工试验仪器设备技术领域，具体涉及一种空心圆柱试样饱和器。

背景技术

饱和试样在土木工程实践与理论研究过程中，特别是研究土的强度、变形和孔隙水压力等力学特征时具有极为重要的作用。空心圆柱扭剪仪是目前室内土工试验仪器中最为复杂、功能最为强大的仪器之一，然而在制备饱和空心圆柱试样时存在以下问题：1)通常采用击实法制备重塑试样，但是并没有与之匹配的饱和器，无法制得饱和的重塑试样；2)真空抽吸法采用真空泵抽吸泥浆状土样10天以上，取芯后可以制得饱和重塑粘土试样。然而，固结完成的试样的孔隙比及含水率存在较大的不均匀性，且制样所需设备造价高、操作复杂、制样时间较长，难以广泛的推广；3)反压饱和法通过仪器对试样施加较大的反压以使试样饱和，对于砂土效果尚可，对于粘性土而言，由于其渗透系数小，使得饱和过程漫长、饱和效果较差；4)现有的圆柱形饱和器由于无法对试样内径提供支撑，不能直接应用于空心圆柱试样的饱和。

为了解决上述问题，采用了真空饱和法，考虑到土工试验室均具备相关仪器，有效地避免了重复配置造成的资源浪费。然而，空心圆柱试样没有现成的饱和器，由于粘性土渗透性较差，而空心圆柱试样体积较大且内部中空，常规的三轴试样饱和器已不能满足要求，因此需要重新设计和配置饱和器。

发明内容

本发明的目的是提供一种空心圆柱试样饱和器，针对空心圆柱扭剪仪，可以解决空心圆柱试样的饱和问题，完成饱和空心圆柱试样的制备。

本发明所采用的技术方案是，一种空心圆柱试样饱和器，包括中空的试样外筒机构和中空的试样内筒机构，试样内筒机构设置于试样外筒机构内，试样外筒机构和试样内筒机构均固定设置于试样底座上，外成模筒机构包括试样外筒，试样外筒由三个瓣膜围成圆筒；试样外筒的外层由外箍环固定，试样外筒的外侧设置有外支撑杆，外支撑杆围成圆形；试样外筒和外支撑杆的下端固定于试样底座上，试样外筒和外支撑杆的上端设置有外筒顶帽。

本发明的特点还在于，

试样内筒机构包括试样内筒，试样内筒是由2个内筒大瓣膜和2内筒小瓣膜围成的中空的圆筒；试样内筒的腔体内设置有竖直的内支撑杆；试样内筒和内支撑杆的下端固定于试样底座上，试样内筒和内支撑杆的上端固定于试样内筒顶帽上；空心圆柱试样放置于试样外筒和试样内筒之间，两端设置有透水装置。

试样底座上由内向外依次设有底座内支撑杆固定孔、底座内筒槽和底座外筒槽，底座外筒槽外设置有外支撑杆固定孔。

内筒顶帽的中心设置有顶帽内支撑杆固定孔，内筒顶帽的边缘处设置有内筒顶帽固定槽。

外筒顶帽上设置有外筒顶帽固定槽，外筒顶帽的边缘处设置有外支撑杆固定孔。

试样外筒的瓣膜为环形瓣膜。

内筒大瓣膜为中心角为150°的环形瓣膜；内筒小瓣膜为中心角为30°的环形瓣膜。

本发明的有益效果是：空心圆柱试样饱和器结构简单、使用方便、省时省力、适用性强，各个设计环节合理而有效地利用了材料特性和试验经验，避免了试验仪器重复配置造成的资源浪费，从而达到了良好的试验效果，为空心圆柱扭剪仪的饱和试样试验提供了极大的帮助。

附图说明