[发明专利]用于室内三轴试验的重塑土分层压实制样器及其方法

说明书

本发明公开了一种用于室内三轴试验的重塑土分层压实制样器及其方法，涉及室内三轴试验的制样技术。本制样器包括底座、压实筒和限位压实盖；从下到上，底座、压实筒和限位压实盖依次连接；所述的底座是一种短圆筒；所述的压实筒包括外置套筒、土样成型筒和紧箍螺栓；所述的限位压实盖包括上下连接的顶盖和限位柱。本发明能够保证试样各层的厚度均一，相对密度均匀；可重复使用，通过更改部件结构和尺寸可制作其他规格的试样；制样器结构简单、拆装方便、操作简易、成本较低、寿命长久，制样准确、高效可靠、人为因素干扰小；制样方法易于掌握，通用性强，省时省力，方便快捷。

技术领域

本发明涉及室内三轴试验的制样技术，尤其涉及一种用于室内三轴试验的重塑土分层压实制样器及其方法。

背景技术

通过室内试验可以获得工程建设等所需的各类指标，以便作为设计和施工资料保存。一般在进行三轴试验前，需要根据土工试验规程制备试验土样。在土工试验中，试验土样可分为原状样和重塑样。原状样是用钻探方法取出的未经外力扰动和保持原状结构的地下土层或岩矿层样品。原状样能够较好地反映土体原始结构状态及力学性能；但取样困难，试样不均匀，且其对试验环境和条件变化较为敏感，易因微小的试验条件改变而对试验结果造成巨大变化。相对于原状样，重塑样在试样数量、试验控制条件、试验时间和试样均匀性等方面都有较大优势，因此室内的试验土样通常采用重塑土样。

一般需要根据试验规程对试验土样进行必要的加工及制备。依据相关土工试验规程（SL237-1999，JTGE40-2007），目前，常用的室内重塑土的制样方法分别为击样法和压样法。

击样法是在制样筒内倒入根据制样筒容积及要求干密度计算出的所需质量的湿土，利用落锤将试验土样一层或分层击实至目标高度成样。

压样法是根据压样器的容积和要求干密度计算所需湿土的质量，将湿土样倒入预先装好环刀的压样器内，再通过活塞采用静压力将土样压紧至所需密度。

击样法优点是制样周期短，简单易行，操作方便；但在击实过程中冲击荷载的反复作用，会使土样的均匀性、土体的结构及其他相关物理力学性质受到影响，易出现“上紧下松”的现象。

压样法的优点是能够制得密度均匀的土样，但设备要求高。目前，土样高度一般是通过观察直尺或游标卡尺的刻度来控制的，费时费力，且测量精度易受人为因素的干扰，极易产生误差。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种用于室内三轴试验的重塑土分层压实制样器及其方法，从而减轻人为因素对试验土样的影响，提高试验土样的精度和效率。同时要求该制样器结构简单、拆装方便、操作简易、成本较低，可减轻重塑土试验土样的工作量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一、用于室内三轴试验的重塑土分层压实制样器（简称制样器）

本制样器包括底座1、压实筒2和限位压实盖3；

从下到上，底座1、压实筒2和限位压实盖3依次连接

二、用于室内三轴试验的重塑土分层压实制样方法（简称方法）

本方法包括以下步骤：

①准备土样，在土样成型筒内壁均匀涂抹一层凡士林，并将底座和压实筒组装好；

准备土样是根据试验所需土样的含水率，计算一定土料的加水量并进行加水调配，拌和均匀后装入密封袋润湿24小时，再复测含水率，含水率与制备标准之差值在1%范围内；

②所需制备的土样总高度为80mm，可以分为四层进行压实，每层高度20mm；再根据试验所需土样的含水率和干密度，计算每层土样的质量并进行称取；