[发明专利]一种三轴重塑试样批量快速制备装置及制备方法

说明书

本发明公开一种三轴重塑试样批量快速制备装置及制备方法，涉及土工试验领域，包括支撑框架、取样装置、盛样装置、加压装置、承压板和取样垫板，加压装置安装于支撑框架的上端，盛样装置设置于支撑框架的底端，取样装置包括固定板和多个取样器，取样器可拆卸地安装于固定板的下表面，固定板的上表面能够与加压装置连接，承压板能够与加压装置连接，加压装置能够驱动取样装置或承压板在竖直方向上往复运动，取样垫板用于取样时覆盖于试验土体上表面，取样垫板上设置有多个通孔，一个取样器穿过一个通孔进行取样，该制备装置加压均匀稳定，误差小，实现批量快速制样，适用性广，试样状态趋近于原状土，能够获取更好的试验结果。

技术领域

本发明涉及土工试验领域，特别是涉及一种三轴重塑试样批量快速制备装置及制备方法。

背景技术

根据《土工试验方法标准》(GBT50123-1999)，土的三轴试验制样仪器主要包括击样器、饱和器切土盘、切土器、原状土分样器、承膜筒及对开圆模。常规三轴重塑试样的制备，通常采用分层击实的方法来实现，即将试验土体通过一定的控制方法配制后，向击样器内分层(通常为三层)装土并击实，击实后脱模即形成试样。这种方法操作简单，制样方便，在土力学试样中广泛使用。

但是这种常规制备方法存在以下问题：(1)制备速度慢，试样需要逐个进行制备，过多地耗费人力，对于大量的实验室用样，很难满足要求；(2)制备过程中，人工击实往往会发生用力不均，试样的击实效果并不一定理想，试样中可能存在局部松散或过于密实的现象，影响试样的质量，对实验的结果会产生很大的影响；(3)制样过程中不能考虑试样的固结状态。

鉴于常规重塑试样制备方法制备的试样质量欠缺、速度慢、不能批量制备，不能考虑土的固结状态，开展批量快速制备试样技术是十分必要的，一方面可以考虑试样的应力历史，另一方面可满足例如教学实验等对试样在数量上的需求。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种三轴重塑试样批量快速制备装置及制备方法，加压均匀稳定，误差小，实现批量快速制样，适用性广，试样状态趋近于原状土，能够获取更好的试验结果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种三轴重塑试样批量快速制备装置，包括支撑框架、取样装置、盛样装置、加压装置、承压板和取样垫板，所述加压装置安装于所述支撑框架的上端，所述盛样装置设置于所述支撑框架的底端，所述取样装置包括固定板和多个取样器，所述取样器可拆卸地安装于所述固定板的下表面，所述固定板的上表面能够与所述加压装置连接，所述承压板能够与所述加压装置连接，所述加压装置能够驱动所述取样装置或所述承压板在竖直方向上往复运动，所述盛样装置用于盛放试验土体，所述加压装置用于向试验土体加压以及在取样过程中施加推力，所述取样垫板用于取样时覆盖于试验土体上表面，所述取样垫板上设置有多个通孔，一个所述取样器穿过一个所述通孔进行取样。

优选地，所述支撑框架包括长方体框架、支撑顶板、支撑底板和多个支撑杆，所述支撑顶板固定于所述长方体框架的顶端，所述支撑底板固定于所述长方体框架的中部，且所述支撑顶板和所述支撑底板均水平设置，所述支撑底板的中部设置有安装孔，所述支撑杆安装于所述长方体框架的侧面。

优选地，所述加压装置包括液压式千斤顶和千斤顶加压泵，所述液压式千斤顶的上端固定于所述支撑顶板上，所述液压式千斤顶的下端固定于所述安装孔中，所述液压式千斤顶的伸缩杆下端设置有螺纹，所述固定板和所述承压板能够螺纹连接于所述液压式千斤顶的伸缩杆的下端，所述千斤顶加压泵与所述液压式千斤顶连接。

优选地，所述固定板的下表面设置有多个凹槽，各所述凹槽的中心均设置有排气孔，各所述凹槽的内壁均设置有螺纹，一个取样器能够螺纹连接于一个所述凹槽中，所述凹槽与所述通孔一一对应。