[实用新型]一种用于三轴剪切试验的重塑土样制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土木工程土工试验领域，更具体涉及一种用于三轴剪切试验的重塑土样制备装置，特别适用于三轴剪切试验的重塑土样制备。 

背景技术

三轴剪切试验是测定土体抗剪强度的一种比较完善的室内试验方法，它可以准确获得土体工程设计所需的强度指标。其实验土样可分为天然原状样与室内重塑样，天然原状样可较真实反映土体原始结构状态，但受取样技术的限制和环境影响，原状样的实验结果离散性大，有时实验结果并不理想。如海洋沉积的软土，由于含水量大、触变性高、强度低等原因，获取理想原状样难度较大。因此，国外在室内土工实验中主要是用性质均匀、实验结果离散性小的重塑土样。 

现行室内制样技术大致可分为两类。（1）击实法，即采用确定质量的击锤从确定的高度下落，一层或分层击实土样至所需尺寸。其优点是简单易行、制样周期短，缺点是制样过程中使用的是冲击力，击实土样受力不均匀，下层土样要比上层土样压的密实。此外，试验过程中容易将空气封装在样品内，使之内部形成较大孔隙，不利于后续试验开展，并可能导致试验结果的失真。（2）固结法，即将风干土加蒸馏水配成大于液限的稀泥浆，倒入制样筒，在顶部施加静载加速土样固结，这样采用单向或三维排水固结法获得饱和试样。其优点是可获得含水量均匀土样，制样效果优，缺点是步骤繁琐，制样设备要求较高，而且无法控制含水率。 

鉴于以上方法的不足，一些研究者对制样方法和装置进行了改进。中国专利申请号：201020558288.1，发明名称：室内重塑软粘土真空抽吸固结筒。中国专利申请号：200920109190.5，发明名称：实验室重塑海洋地基软粘土制备装置。这两个实用新型专利都是利用真空抽吸固结软粘土进而达到制作出土样均匀的土样，但过程繁琐，设备复杂，制备的土样是大体积土体，进行后续试验时需对土样进行二次修剪，容易对试样造成损伤，影响试验结果准确度。 

中国专利申请号：201120099311.X，发明名称：一种细长土梁重塑试样的成型模具。中国专利申请号：200710164847.3，发明名称：一种空心圆柱扭剪仪重塑样击实器。这两个发明专利分别提出了一套合理、适用于细长条土梁以及扭剪试验重塑土样的制备方法与装置， 但即使将其改进，也无法制备适合常规三轴剪切试验用试样。 

中国专利申请号：200920033221，发明名称：土工试样制备仪。中国专利申请号：200820150444，发明名称：饱和重塑土制样器。两者的优点是都可以制备不同尺寸的重塑土样，但前者由于制样压力采用千斤顶施加，压力不稳定容易使试样含水量分布不均。后者虽然可以通过控制固结压力的杠杆制作质地均匀的试样，但对杠杆尺寸以及制作工艺有严格要求。同时，两者材料都为钢铁，加工不方便，制样过程不可视。 

中国专利申请号：201010564744.8，发明名称：轻型重塑土制样装置。该实用新型本通过把由重塑土制备的稀泥浆倒入由有机玻璃制作的装置中，在顶部施加静载使土样固结得到含水量均匀的饱和重塑土试样。材料采用有机玻璃，制样可视操作，装置简单，操作方便。该装置虽然可以制作不同直径的重塑样，却无法按预先高度制样，也就是说制作的试样还需二次修剪才可以用于三轴剪切试验。同时，制样过程中采用排水措施，虽然缩短了制样时间，但无法保证按预先设计的含水量制样。 

发明内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是在于提供了一种用于三轴剪切试验的重塑土样制备装置，结构简单，使用方便，成本低廉，制作方便，不易损坏，可多次使用，操作可视化，可按预先设定含水率与密度制作含水量均匀的直接成型的供三轴剪切试验用试样。通过调整装置尺寸也可制备其他尺寸试样。 

为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术措施： 

一种用于三轴剪切试验的重塑土样制备装置，该装置包括：加载装置、制样筒、底座、加载系统、推样器。除加载砝码为不锈钢制，装置的各部件皆为有机玻璃制。其连接关系是：推样器5上的连接杆7分别连接承压板、挡板、定位板、推土板。推样器连接杆连接推样器顶板与推样器底板。制样筒放在底座内，与底座底板相连，加载装置放在制样筒内。定位板与推土板放在制样筒内，承压板上连接加载砝码,加载系统为第一加载砝码、第二加载砝码、第三加载砝码、第四加载砝码、第五加载砝码并依次相连,推土时，推样器底板放在制样筒内。