[发明专利]一种三轴试验土样饱和装置和方法

权利要求书

1.一种三轴试验土样饱和装置，其特征在于：包括设有一上开口的外圆柱形桶体（1）；盖合于所述外圆柱形桶体（1）的上开口上的桶盖（2）；位于所述外圆柱形桶体（1）内的内空心圆柱体（3）；所述外圆柱形桶体（1）具有一桶底板（4），所桶底板（4）的上表面向下凹设一凹槽（16）；所述内空心圆柱体（3）由一圆柱形筒壁（5）和盖设于所述圆柱形筒壁（5）上方的内顶板（6）组成，所述圆柱形筒壁（5）的下端面位于所述凹槽（16）内。

2.根据权利要求1所述的三轴试验土样饱和装置，其特征在于：所述外圆柱形桶体（1）包括外桶壁（8）；所述外桶壁（8）设有一段内螺纹；所述桶盖（2）包括一外顶板（10）；所述外顶板（10）由其下表面向下延伸一圆环部（15）；所述圆环部（15）外侧设有一段外螺纹，所述外螺纹与所述外桶壁（8）的内螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的三轴试验土样饱和装置，其特征在于：所述桶底板（4）的中间位置开设一第一螺纹孔（9），所述第一螺纹孔（9）的轴线与所述外圆柱形桶体（1）的轴线同轴。

4.根据权利要求3所述的三轴试验土样饱和装置，其特征在于：所述凹槽（16）的轴线与所述外圆柱形桶体（1）的轴线同轴，且所述凹槽（16）连通所述第一螺纹孔（9）。

5.根据权利要求1所述的一种三轴试验土样饱和装置，其特征在于：所述桶盖（2）包括一外顶板（10）；所述外顶板（10）上在不同位置处设有多个第二螺纹孔（11）。

6.根据权利要求5所述的三轴试验土样饱和装置，其特征在于：所述外顶板（10）由其下表面的中心处向下设有一中空的凸起部（12）；该凸起部（12）连通其中一第二螺纹孔（11）。

7.根据权利要求6所述的三轴试验土样饱和装置，其特征在于：所述凸起部（12）具有一凸起底板（13）；所述凸起底板（13）上设有多个第二通孔（14）。

8.根据权利要求1所述的三轴试验土样饱和装置，其特征在于：该装置整体由有机玻璃制成。

9.一种采用权利要求1所述装置的三轴试验土样饱和方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：在饱和试样前，先计算土样的饱和含水量，接着称重土样，然后在土样顶部和底部分别放上滤纸和透水石，将放上滤纸和透水石的土样用橡皮膜裹好，土样顶部和底部分别预留部分长度的橡皮膜，再称总重；

步骤2：装样时，先将土样顶部预留的橡皮膜套在桶盖（2）的凸起部（12）上，再用橡皮圈箍在凸起部（12）外面；然后将土样底部预留的橡皮膜套在内空心圆柱体（3）上，同样用橡皮圈箍紧内空心圆柱体（3）外面；至此，土样已和饱和装置的桶盖（2）和内空心圆柱体（3）连成了一体，最后将此整体旋进饱和装置里底部带有凹槽（16）的外圆柱形桶体（1）的内桶壁中，保证外圆柱形桶体（1）和内空心圆柱体（3）中心线在同一条线上；

步骤3：土样装好后，将整个饱和装置放在一个侧壁开孔的圆环上，在装置的所有螺纹孔处都接上快速接口，然后在外圆柱形桶体（1）的桶底板（4）中心的快速接口处插上管子，将此管子从支撑整个装置的圆环的侧壁的孔里拿出来，并连接在一个抽气泵上；至此，饱和前的所有准备工作做完；

步骤4：接下来，开始饱和土样；先用二氧化碳进行饱和，将准备好的二氧化碳发生器连接在桶盖（2）的外顶板（10）中心的快速接口上，调好进气速度，一边进气一边用抽气泵抽，此过程进行一个小时；二氧化碳饱和完后，在桶盖（2）的外顶板（10）中心的快速接口换上有水头压力的管子，将抽气泵换成抽水泵，调好进水速率，开始水头饱和，水头饱和的过程中隔一段时间用抽水泵抽一下，此过程重复进行24小时；

步骤5：等所有的饱和过程完成后，将裹有橡皮膜的土样从装置上拆下来，称重，与饱和前的总质量对比，并减去透水石的吸水量，计算土样实际的增重量，再与之前计算的土样饱和含水量对比，看土样实际的增水量是否已经大于计算的土样饱和含水量，若大于等于，则可以接着进行此饱和土样的三轴试验，若小于，则按以上步骤继续进行土样的饱和过程，直至土样实际的增水量大于计算的土样饱和含水量后，再上三轴仪进行此饱和土样的三轴试验。