[发明专利]双重压缩土样制备装置及制样方法

权利要求书

1.一种使用双重压缩土样制备装置的制样方法，其特征在于，该双重压缩土样制备装置包括双重压缩机构和用于放置土样的制样桶，所述制样桶竖向设置且其上下端口相互贯通，所述双重压缩机构包括上压实装置和下压实装置，且所述制样桶处于所述上压实装置和所述下压实装置之间，所述上压实装置包括装设于所述制样桶上端端口的上方的上调节杆、用于阻挡所述制样桶的上限位件和用于阻挡所述制样桶内土样的上压件，所述上压件用于从所述制样桶的上端端口套入于所述制样桶内，所述上限位件处于所述上压件的上方，且所述上限位件和所述上压件以可调节两者之间间距的方式装设于所述上调节杆上，所述下压实装置包括下调节杆、用于阻挡所述制样桶的下限位件和用于阻挡所述制样桶内土样的下压件，所述下压件紧密套设于所述制样桶内，所述下限位件处于所述下压件的下方，且所述下限位件与所述下压件以可调节两者之间间距的方式装设于所述下调节杆上，并且，所述下调节杆与一液压装置的活塞杆沿轴向固定连接；

所述上压实装置还包括与所述制样桶内相适配的上多孔板，所述上多孔板上均匀开设有若干个排气孔，所述上多孔板夹设于所述上压件与土样顶面之间，所述上多孔板与所述上压件之间和所述上多孔板与土样顶面之间分别夹设有相适配的滤纸；所述下压实装置还包括与所述制样桶内相适配的下多孔板，所述下多孔板上均匀开设有若干个排气孔，所述下多孔板夹设于所述下压件与土样底面之间，所述下多孔板与所述下压件之间和所述下多孔板与所述土样底面之间分别夹设有相适配的滤纸；其中，所述上压件的下端面和所述下压件的上端面分别开设有若干个凹槽；

该制样方法包括如下步骤：

(1)、准备土样，按设计试样的体积V和密度ρ，计算出制备土样所需的湿土质量m，按计算所需的湿土质量准备土样，并将土样按质量平均分成三份；

(2)、调整所述下限位件的高度，使所述下限位件的上端面与所述下压件的下端面相互紧贴，并将所述制样桶沿轴向紧密套设于所述下压件外，其底端坐落在所述下限位件上，然后，在所述制样桶内对应于所述下压件的上端面依次叠设滤纸、下多孔板和另一张滤纸；

(3)、完成步骤(2)后，将步骤(1)中的三份土样分三次倒入所述制样桶内，每一份土样倒入所述制样桶内后，液压装置加载，对每一层的土样进行初步压实；

其中，在每一层土样进行初步压实之前，调整所述上限位件与所述上压件之间的距离，令液压装置加载后所述上压件能够与每一层土样的顶面相接触进行初步压实，然后在添加下一层土样之前刮毛已经过初步压实的土样，经初步压实的三层土样构成所述制样桶内的待压实土样；

每倒入一份土样，在所述制样桶内对应于每层土样的顶面依次叠设滤纸、上多孔板和另一张滤纸，待每一层土样初步压实后，令液压装置处于停止状态，然后取走滤纸、上多孔板和另一张滤纸，随后将它们再次铺设在重新倒入的土样的顶面，如此往复，直至第三层土样初步压实完成，即可得到待压实土样；

(4)、待步骤(3)完成后，调节上限位件的高度，使上限位件下端到上压件下端的距离为H₁=(H-h)/2-t，调节完毕后，令液压装置继续加载，所述上压件在所述制样桶的上移过程中进入所述制样桶内，并与所述下压件相互作用对待压实土样进行挤压，直至所述制样桶的上端与所述上限位件的下端相接触，然后令所述液压装置停止工作，即可完成第一步压实，形成半压实土样，其中，H为制样桶高度，t为上多孔板厚度，h为制样高度，h=4m/（ρπD²），D为制样桶内径；

(5)、第一步压实完成后，调节下限位件的高度，使下限位件的上端与下压件的上端之间的距离为：H₂=（H-h）/2-t₂，其中，H为制样桶的高度，t₂为下多孔板的厚度，h 为制样高度，h=4m/（ρ₁πD²），ρ₁=ρ，D为制样桶的内径；

令所述液压装置继续加载，所述液压装置带动所述下压件和所述下限位件继续向上移动，所述下压件在所述制样桶内向上移动，并与所述上压件相互作用挤压所述半压实土样，直至所述下限位件的上端与制样桶的底端相接触，所述液压装置停止工作，土样压实完成；

(6)、待完成步骤(1)- (5)后，卸载所述液压装置，取下并打开所述制样桶，取出压实完成的土样，土样制作完成。