[实用新型]一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及粘土制备试验技术领域，具体涉及一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置。

背景技术

结构性广泛地存在于天然土中，如软、硬粘土和粒状土等。通过对结构性土的研究可以掌握天然土体受荷过程中的变形破损过程，从而为考虑土体结构性的结构物设计、地基加固提供依据。然而，正是由于土的结构性，要从现场取得大量同样力学性状的结构性原状软粘土是一项极其困难的工作。并且在对原状土取样的过程中，对原状土的扰动是不可避免的，所以有必要进行人工制备结构性软粘土的室内试验研究。目前主要有混有少量高岭土砂的高温灼烧法；通过在原料软土中掺入冰粒和微量水泥，人工设定化学胶结作用和大孔隙组构，来模拟天然粘土的结构性；在原始黄土料中人工形成颗粒间的CaCO₃胶结作用和大孔隙制备结构性黄土样或通过在原状土料中加入少量水泥和盐粒以形成颗粒间的胶结作用和大孔隙组构以模拟天然粘土的结构性。

但是以上人工制备结构性土样的方法需要较完备的试验条件，并且在制样的过程中都需要采用标准击实器对混合土料进行击实，不可避免对土样有所扰动。为此，寻求一种简单有效的人工制备结构性原状软粘土试验土样的方法和设备，已经成为结构性土的室内制样方法中一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点和补正，提供一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置，以便在实验室较好地模拟现场条件和软粘土的工程特性，按需要获得土性均匀的软粘土，要求制备方法简便，效率高。

本实用新型的目的是这样实现的：

一、人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置（简称装置）

本装置包括门架、液压千斤顶、液压装置、千分表、压力盒、压力传感器、磁力表夹、承压板、传力杆、隔板、备样筒、土浆和压力测试仪；

在门架的下横梁上设置有备样筒，在备样筒内盛装有土浆，在土浆的上面，沿门架的中心轴线，依次连接有隔板、传力杆、承压板、压力传感器、压力盒、倒置安装的液压千斤顶和门架的上横梁，组成加压土浆的机械结构；

液压千斤顶通过底座固定于门架的上横梁上，并与液压装置连通，获得动力；

压力测试仪连接压力传感器，获取压力数据；

在备样筒上方的两边分别设置有磁力表夹，在磁力表夹上固定有千分表，千分表的测量杆轻触承压板，使千分表测得承压板的升降高度。

本装置的工作机理：

本装置是用来制备结构性原状软粘土试验土样，主要是在备样筒里将制作好的土浆进行加压，即通过门架、隔板、传力杆、承压板、压力传感器、压力盒和倒置安装的液压千斤顶组成加压土浆的机械结构，然后利用液压千斤顶加压，根据压力测试仪来判定加压的大小。为了设置不同的土样，土样的参数可以通过土浆高度的变化来设定，土浆高度的变化通过千分表来测定。

二、本装置使用的方法

本装置使用的方法，包括以下步骤：

①将高岭土粉加水充分浸泡后制备成含水量为200%的土浆，并不断搅拌，让空气排出；

②在备样筒的内壁先涂上一层润滑油，再贴上一层塑料胶纸；

③在备样筒的底部放上一块透水石（透水石直径和备样筒内壁的直径一致，厚度约为10mm）及5层滤纸；

④将搅拌均匀的土浆倒入备样筒内，在土浆表面加5层滤纸和一块透水石；

⑤在土浆表面逐级施加压力使之固结稳定形成固结粘土，施加压力根据所需软土深度处对应的土自重应力确定；

⑥土样的孔隙比e通过土浆的高度变化（即体积变化）来控制；

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其中：

G_s为土的比重，m_s为干土质量，V₀为土浆初始体积，

A为备样筒底面积，Δh为土浆高度变化；