[发明专利]多联重塑饱和土制样装置

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程土工试验领域，尤其涉及一种多联重塑饱和土制样装置；具体涉及一种用于制备饱和重塑细粒土制样装置，适用于研究水土化学作用的物理力学特性试验重塑土样制备。

背景技术

在工程实践中，为了获得土体的物理力学参数将进行一系列的室内试验。目前，室内试验所采用的土样可分为原状土样和室内重塑土样。虽然原状土样能较真实地反映土体的原始结构，但受取样技术的限制和环境的影响，其试验结果并不理想，离散性较大。相反，室内重塑土样不仅性质相对均匀、实验结果离散性较小，而且试样的条件可控，便于特定的试验研究；因此，在土木工程土工试验领域重塑土越来越多地被选用。

现行的重塑土样制备技术可大致分为两类：

1、击实法，即采用一定质量的重锤，由某一高度下落，一层或多层击实土样至所需尺寸，此法操作简单，制样时间快，但制得的土样密度不均匀，其下部密实程度大于上部；

2、固结法，即将搅拌均匀的稀泥浆倒入制样筒，通过加静载加速土样固结，此法可获得含水率均匀的土样，有效地克服了击实法的缺陷。

目前，按固结法原理设计的重塑土制样装置虽然已有好几种，但是仍存在一定的局限性。例如，室内通过控制变量法研究土体与化学溶液间相互作用时，需要制备干密度相同而溶液浓度不同的重塑土样或制备溶液浓度相同而干密度不同的重塑土样等，由于土体与化学溶液的反应十分缓慢，少则一月，多则数月，甚至更长，制样周期相当长。按现有的制样装置，如果为了缩短制样周期，则需要制备多套制样装置；而且整个过程中压力要保持稳定，液压千斤顶是做不到的，较好的解决办法就是堆载。在较高的固结压力下制备大面积土样，堆载的重量也相当大，十分浪费砝码和不安全，并且成本较高，不经济。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种多联重塑饱和土制样装置，特别适用于变量多、制样周期长的土工试验。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

本装置包括土样、铁架、长杆、挂钩、钢丝绳、制样器和砝码，其连接关系是：

在铁架的上面设置有带圆形凹槽的长方形钢板，制样器置于圆形凹槽中；在长方形钢板的左右两边分别设置有短杆及其定滑轮；在铁架的左侧面设置有左横杆，钢丝绳的一端固定在左横杆上；在支架的右侧面设置有右横杆，在右横杆上设置有叉头，长杆的右端和叉头连接；钢丝绳的另一端依次穿过铁架和制样器的定滑轮后与长杆的中端连接，砝码加载在挂钩上，挂钩和长杆的左端连接，组成对制样器加载和传力的结构；

制样器包括盖板、底座、制样筒、下透水石、上透水石、竖杆和横杆；在制样筒内，从下到上，底座、下透水石、土样、上透水石、盖板、竖杆和横杆依次连接，盖板与制样筒的内壁形成活塞形式的滑动配合，组成对土样实验的结构。 

    与现有技术相比，本发明具有下列优点和积极效果：

①利用杠杆原理和定滑轮组对制样器内的稀泥浆施加竖向压力，即使在较高的固结压力下制备大面积土样，仍然只需少量的砝码，有效避免了堆载费砝码和不安全隐患；另一方面，制样器材料采用有机玻璃，加工较钢材容易，而且更耐腐蚀。

②铁架上同时可安装多达四个制样器，很大程度上为变量多、制样周期长的土工试验节省了试验时间；而且略加修改铁架尺寸，可安装更多的制样器，为更多变量、更长制样周期的土工试验提供的便利。

③根据预定的干密度，可推算出沉降值，然后设定对开圆模顶部的螺栓高度，当横杆下沉至目标沉降值时，便被支撑，不能再往下沉，即可制得到均匀、达标的重塑饱和土样，有效减小了人工监测沉降的劳动强度。

④整个制样装置只需要一套加载系统，相对于现有的技术而言，有效降低了成本，具有较好的经济实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是铁架的结构示意图；

图3是长方形钢板的结构示意图；

图4是长杆的结构示意图；

图5是制样器的结构示意图；

图6是盖板的结构示意图；

图7是底座的结构示意图；

图8.1是制样筒的结构示意图（整个）；

图8.2是制样筒的结构示意图（半个）。

图9是横杆的结构示意图；

图中：

000—土样。

100—铁架，

   110—长方形钢板，

      111—钢板短杆，112—钢板定滑轮；

120—左横杆； 

130—右横杆；

140—叉头。

200—长杆，