[发明专利]一种利用真空预压制备真三轴重塑样的装置及方法

权利要求书

1.一种利用真空预压制备真三轴重塑样的装置，包括密封顶盖、试样制备框、排水底座和饱和装置、橡胶膜、橡胶密封垫圈、橡皮筋、保鲜膜、滤纸、螺栓、排水阀门和排水管，其特征在于：密封顶盖由矩形空心法兰盘制成；试样制备框由法兰盘和矩形框组成，试样制备框包括预留层框和试样框，排水底座由实心法兰盘制成，其上设有矩形凹槽，凹槽上打设梅花型分布排水孔，排水底座另一面设有集水盒；配备了饱和装置，制样后土样可吸水饱和，密封顶盖、试样制备框与排水底座通过螺栓进行整体固定，并密封各部件间隙；所述的预留层框、试样框和排水底座三个组成部分间采用3 mm厚橡胶密封垫圈和螺栓保证密封性和装置整体性，其中橡胶密封垫圈为宽10 mm的带状矩形，其内尺寸与试样标准尺寸相同；所述的试样框内尺寸为试样标准尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种利用真空预压制备真三轴重塑样的装置，其特征在于所述的排水底座上设有安置试样框的深3 mm矩形凹槽，凹槽尺寸与试样框外尺寸相同，凹槽上设有厚3 mm内尺寸为120 mm×120 mm的密封垫圈，凹槽、密封垫圈和螺栓将试样制备框牢牢固定在槽内保证其密封性。

3.根据权利要求1所述的一种利用真空预压制备真三轴重塑样的装置，其特征在于所述的饱和装置通过吸水管与密封顶盖下带接头的橡胶模相连接，实现了制样后土样吸水饱和。

4.根据权利要求1所述的一种利用真空预压制备真三轴重塑样的装置的制样方法，其主要技术步骤如下：

1）将现场取得的土风干、碾散、过筛、匀土、分样，并加水配制成设计含水率的土样，密封浸泡24小时；

2）排水底座置于支架上，将滤纸和底座凹槽润湿，在凹槽上依次铺设滤纸和橡胶密封垫圈；

3）将试样框对准凹槽，用力按压试样框使密封垫圈上下密封，用螺栓将试样框和排水底座牢固连接；

4）在试样框上铺设密封垫圈，将预留层框对准试样框，用力按压预留层框使密封垫圈上下密封，用螺栓将预留层框和试样框牢固连接；

5）将试样制备框内壁润湿，把保鲜膜紧贴其上，在上端预留30 mm左右保鲜膜，将保鲜膜向下外翻套在预留层框上，用橡皮筋绷紧扎牢；

6）将配好含水率的土样分层均匀地装入试样制备框内，并逐层震荡；

7）在预留层框上铺设带有接头的橡胶膜，盖上密封顶盖，用螺栓把顶盖与试样制备框牢固连接，橡胶膜上接头与吸水管连接，并关闭止水阀，连接排水管和真空设备，静置1小时左右；

8）接通电源，开始真空预压制备试样；

根据水气分离装置中的排水量来控制制备过程中土样含水率，当达到目标含水率时，关闭真空泵；

9）土样达到目标含水率后，开始吸水饱和，缓慢打开止水阀，让玻璃器皿中的水慢慢吸入制样装置中，此过程保证制样装置内的真空度不变，重新开启真空泵直至集水盒中开始出现积水，关闭排水管上排水阀门，停止抽真空，然后饱和1小时左右；

10）取样时，依次将密封顶盖和预留层框的螺栓卸去，依次取下密封顶盖、橡胶模、橡皮筋、预留层框和密封垫圈，将保鲜膜向下外翻套在试样框上，用橡皮筋绷紧扎牢，用钢丝锯切去预留层，用玻璃板封盖试样表面；

11）卸去试样框上的螺栓，把底座和试样框整体上下翻转，取下底座、密封垫圈和滤纸，用钢丝锯切去底座预留层，用玻璃板封盖试样表面，即完成制样。