[发明专利]一种重塑土批量制样装置及制样方法

说明书

本发明公开了一种重塑土批量制样装置及制样方法，包括反力架模块、制样模块和压实模块；反力架模块包括反力盖板、活动承载板、底板和立支柱；制样模块包括设置在活动承载板与反力盖板之间的若干套制样筒组件；每套制样筒组件均包括奇数个同轴设置且相互卡合的套筒；压实模块包括顶升装置和压实活塞；每个压实活塞均包括同轴设置的大压头、小压头和连接杆。小压头外壁面能与套筒内壁面滑动配合；大压头的面积大于套筒内径；小压头端面上均布有若干个排气孔。另外，采用两端分层压实制样，一组多个平行试样同时压实；脱模则采用静压脱模法依次进行。本发明能够提高试样质地的均匀性，增强试验结果的可信度以及合理性。

技术领域

本发明涉及土工试验技术领域，特别是一种重塑土批量制样装置及制样方法。

背景技术

在水利工程和岩土工程实践中，有关的工程问题主要涉及到三个方面：即强度问题、变形问题和渗流问题。相应的，土的强度、变形和渗流参数也成为了工程建设和设计中最为基础且最为重要的技术指标。土的强度、变形和渗流参数的确定主要依赖于土工试验测试技术，常用的土工试验测试技术主要有室内试验和现场原位试验。从理论上讲，现场原位试验能够真实的反映现场原状土的结构性以及环境因素的影响，但是基于试验条件、试验仪器以及经费预算等方面考虑，室内试验仍然是广大学者和工程师的首选方案。

开展室内试验，试样制备是影响试验结果可信度的一个主要因素。常用的试样制备方案包括原状土制样和重塑土制样，但是原状土因其所受应力历史、取样位置以及其它环境因素的影响，试样本身的离散性比较大，试验结果的可信度也会降低，所以，重塑土制样被广泛应用于室内试验研究之中。

目前，常用的重塑土制样方法主要分为两大类：一种是固结法，另一种是击实法，主要包括分层击实法和两头压实法。然而，这些制样方法均存在着如下不足，有待进行改进：

1、对于固结法，常用于高含水率试样的制备，制样过程较为繁琐、固结时间较长，并且对制样设备的要求较高。

2、对于常规的分层击实法，常出现试样过砸的现象，此时必须重新制样，导致效率严重降低。对于改进的分层击实法，虽然能够保证每层试样的精确击实，但是在击实荷载的反复作用下，试样的结构性和均匀性会受到一定影响，往往会出现下层土样较上层土样密实的现象。

3、对于两头压实法，一方面，受试样高径比的影响，压实试样一般是中间松散、两端密实，另一方面，快速的压实过程可能导致试样中气体难以排出，进而在试样中形成气体空隙，导致试样的品质严重降低。

此外，现行的试样脱模方法主要包括两种：一种是基于三瓣模制样的直接人工敲击脱模法，该方法往往会使试样的两端产生缺陷，严重时需要重新制样；另一种是采用电动脱模试验机脱模，但是该装置造价较高、较为笨重且功能单一。

已有的研究结果表明：采用不同制样方法制备的试样进行试验所得出的结果，具有显著的差异性，而该差异性主要来源于试样质地的均匀性。

因此，寻找一种制样精度高、成样均匀性好且功能齐全的制样及脱模一体化装置和方法具有显著的使用价值和现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种重塑土批量制样装置及制样方法，该重塑土批量制样装置及制样方法能够提高试样质地的均匀性，增强试验结果的可信度以及合理性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种重塑土批量制样装置，包括反力架模块、制样模块和压实模块。

反力架模块包括反力盖板、活动承载板、底板和立支柱。立支柱用于连接反力盖板和底板，活动承载板位于反力盖板和底板之间且高度能升降。