[发明专利]制样设备及其制样方法

说明书

本发明公开了一种制样设备及其制样方法，所述制样设备为具有中空内腔的柱体结构，所述柱体结构包括沿所述柱体结构轴线方向相对设置的第一端部和第二端部；所述制样设备包括第一模具筒、第二模具筒和曲面板；所述第一模具筒为包含所述第一端部的筒状结构，所述第二模具筒为包含所述第二端部的筒状结构；所述第一模具筒、所述第二模具筒和所述曲面板可拆卸连接，形成所述柱体结构。本发明的制样设备及其制样方法，其结构简单，操作方法简便，所制备的样品的完整性好。

技术领域

本发明属于制样设备领域，更具体地，涉及一种制样设备及其制样方法。

背景技术

由于土在自然沉积或人工填筑过程中会因各种原因导致土颗粒在不同方向上的排列不同，使得土体有明显的各向异性现象，各向异性也会使得土体有不同的力学性状和参数。同时，要想研究土的力学行为，室内三轴试验是最常用的方法之一，其可以很好地测定土的应力-应变关系和强度，也可以模拟不同工况，很好地控制排水条件，并且，可以进行一些不同应力路径的试验。因此，想要研究无粘性土的各向异性行为，其中重要的一个环节就是制备无粘性土三轴试验各向异性试样。

试样的制备对后续试验的成败起着决定性作用。常规的三轴试验制样方法只能制备沉积面方向与加载方向相同，即沉积角为0度的试样，无法满足对无粘性土的各向异性行为研究的需求。现有的三轴试验各向异性试样的制样方法大多是先在模型箱中制备好水平沉积的试样，再用薄壁环刀沿着与竖直方向呈夹角θ的方向截取试样，从而制备出沉积角为θ的试样。对于粒径较小的土来说，这个方法问题不大。但对于粒径较大的砾石或砂砾土等无粘性土，由于土颗粒粒径较大，薄壁环刀截取难度较大，且极易出现边缘不光滑、试样不完整的现象。对于钙质砂等颗粒容易发生破碎的无粘性土，更可能由于环刀的切割导致颗粒破碎，严重影响试验结果。因此，需要开发新的各向异性制样设备与使用方法以保证能制备出良好的无粘性土三轴试验各向异性试样。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种制样设备及其制样方法，其目的在于至少部分地解决目前制备各向异性土体样品时，样品易损坏的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种制样设备，所述制样设备为具有中空内腔的柱体结构，所述柱体结构包括沿所述柱体结构轴线方向相对设置的第一端部和第二端部；所述制样设备包括第一模具筒、第二模具筒和曲面板；

所述第一模具筒为包含所述第一端部的筒状结构，所述第二模具筒为包含所述第二端部的筒状结构；所述第一模具筒、所述第二模具筒和所述曲面板可拆卸连接，形成所述柱体结构。

优选地，所述第一模具筒和所述第二模具筒中的任一模具筒与一所述曲面板拼接，得到一模具；所述模具的开口的端面为平面，且所述平面与所述模具的轴线之间呈预设夹角。

优选地，所述第一模具筒和所述第二模具筒中的任一模具筒包括第一端面和第二端面，所述第一端面与所述第二端面围合成与所述第一端部或所述第二端部相对设置的开口结构，所述第一端面与所述第二端面的交线延长线经过所述柱体结构的中心。

优选地，所述第一端面与所述第二端面相互垂直。

优选地，所述第一模具筒和所述第二模具筒中的任一模具筒包括第一模具块和第二模具块；所述第一模具块包括第五端面和第六端面，所述第二模具块包括第七端面和第八端面；所述第五端面与所述第七端面贴合，所述第五端面与所述第七端面相贴合所形成的平面经过所述柱体结构的中心；所述第六端面与所述第八端面位于同一平面，形成所述第一端部或所述第二端部的端面。

优选地，所述制样设备还包括底座；所述底座为棱柱结构，所述棱柱结构至少有一对相邻侧面之间的夹角与所述预设夹角大小相同。

优选地，所述棱柱结构的至少一个侧面固定有多个凸起，用于插接固定所述第一模具筒或所述第二模具筒。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种制样方法，由上述制样设备设施，包括：