[发明专利]一种适用于注浆模型试验砂土体取样装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种适用于注浆模型试验砂土体取样装置及方法，包括连通桶体，承压架，旋转刀盘三部分组成。连通桶体为对称结构，沿壁开设孔洞，内部空间为标准抗压试件尺寸，与上下端部伸入的两个承压架套接后，利用端部螺纹旋紧。承压架内部预留空腔，用于安置旋转刀盘，中部设置内螺纹，下部设置环向梯形梁，用于切割和结构稳定。旋转刀盘为内嵌式双层结构，可自由转动，上层用于固定和承压，下层用于切割土体。同时本发明专利还公开了所述系统的试验方法。本发明可实现保证模型试验砂土体的应变连续，取样试件通体平整，可直接进行抗压试验，自身整体性好，部件精简，操作简单，便于批量化制作。

技术领域

本发明涉及一种适用于注浆模型试验砂土体取样装置及使用方法。

背景技术

地质力学模型试验是岩石力学研究领域的重要手段，尤其是在理论尚不完备、非连续数值模拟技术尚未成熟的现阶段，模型试验能形象、直观地模拟工程结构的受力、变形及破坏的全过程，全面、真实地模拟复杂的地质构造，为建立新的理论和数学模型提供依据，因此地质力学模型试验在深部岩体力学研究中占据重要地位。

注浆工程是利用压力将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质的方法。目前，注浆理论研究已有较大的突破，但由于受到土体介质非均匀、各向异性的影响，浆液的扩散流动规律及加固效果往往不能仅通过理论手段进行准确地预测，而被注介质的力学状态又极大程度上受到浆脉的扩散及分布状态影响，因此模型试验仍然成为探究软弱土体加固过程中不可或缺的重要试验手段。但是，大多数注浆模型试验仅关注于注浆过程中浆液自身的压力及流量变化，以及被注介质内部应力场、位移场的变化过程，对于已加固砂土体的准确取样以测定其实际抗压、抗剪强度等方面，由于模型试验常常遭遇到无法使用取芯机械，仅靠人工开挖至某监测点，后经切割打磨等方式获取标准岩土体试样的方法，取样过程费时费力。因此，如何直接、有效地获取模型试验中设计位置处的岩土体试样，完善相应的岩土体加固强度指标，对于推动注浆模型试验的发展有较大的现实意义。

发明内容

本发明为了解决以上问题，提出了一种适用于注浆模型试验砂土体取样装置及使用方法，本发明具有：整体稳定性较好不易变形，对原位砂土体原始应力状态影响较小，取样无需处理可直接进行抗压试验等优点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种适用于注浆模型试验砂土体取样装置，包括连通桶体、承压架，旋转刀盘三部分组成；

所述的连通桶体的上、下端面敞口，在桶体的侧壁上开设有多个孔洞；所述的承压架包括两个，两个承压架从连通桶体的上、下两个端部套住连通桶体，并与连通通体连接；所述的旋转刀盘也包括两个，两个旋转刀盘分别设置于上、下两个承压架端部预设的沟槽内，且可以相对于所述的承压架端部自由转动。

进一步的，所述的连通桶体内部空间制作为标准抗压试件尺寸，方便对取样直接进行抗压试验，使用时桶身内壁应预先喷涂一层脱模剂，方便桶内试样的脱模。桶体沿壁开设孔洞，使内部砂土体试样与外界有足够大的接触面积，确保浆液能够扩散进入并加固装置内的砂土体，保证内外土体的应力应变过程较为一致。

在所述桶体的桶身外壁的中部设置一圈突出平台，作为旋拧上下两个承压架时桶身的固定持力部分；在桶体的上端和下端设有与承压架配合的外螺纹。

进一步的，所述的承压架为旋转钢制部件，上下两个承压架结构形式完全相同，且两个承压架上下对称设置。