[发明专利]一种用于检验黏性土样均匀性的试验装置及其使用方法

说明书

本发明涉及室内土工试验技术领域，特别是指一种用于检验黏性土样均匀性的试验装置及其使用方法。

背景技术

室内土工试验是获得土体强度、固结、渗透参数的常用方法，其中土样制备质量的优劣是影响参数准确与否的关键。在工程勘察中，也常利用环刀土样进行其强度性能的评价。在进行力学参数测试中，土样本身的均匀性十分重要，但是试验过程中发现，由于散土颗粒等多种因素影响，环刀土样的制备质量会出现密度不均匀现象。比如，对于黏性土，配置不同含水率土样时会形成一定的团聚体，团聚体会在进行环刀土样制备质量控制中造成严重的影响，其中以制备土样干密度在环刀不同位置分布中是否均匀最为重要。

目前，在进行环刀土样均匀性评价方法中，常采用从制备的环刀土样中切取部分土样块体后，通过蜡封方法进行干密度测试，进而检验土样的均匀性。但切取不规则体积土样进行干密度测试往往存在以下缺陷：一是在切土过程中切削本身会对土样造成扰动，严重影响对土样均匀性的评价结果；二是蜡封法对于表面有微孔土样进行干密度计算时存在一定误差，这对表面有明显孔洞的黏性土样尤其显著，这也导致其测试干密度结果偏大；三是蜡封法耗时费力，效率较低。因此，亟需设计一种进行黏性土的环刀土样均匀性检验装置，来获得准确的土体物理力学参数及提高环刀土样均匀性评价的工作效率。

发明内容

针对上述背景技术中的缺陷，本发明提出一种用于检验黏性土样均匀性的试验装置，解决了现有方法对粘性土壤的土样进行干密度均匀性测试时效率低下、测试结果误差大而不可靠的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于检验黏性土样均匀性的试验装置，包括环刀、压接座和环刀压头，环刀的内部设置有相互交叉的隔板，隔板将环刀的内部空间分割为若干个土样存储区，所述环刀压头上设置有与各个土样存储区相适配的压接柱，压接柱的长度大于环刀的高度，所述压接座包括上下直通的上筒及与上筒相对接的底座，上筒和底座相对接的位置开设有用于安装环刀的卡槽，底座和上筒内部的横截面积大于环刀的横截面积，压接柱完全插入环刀后的下底面与底座的上底面之间的垂直高度大于环刀的高度。

进一步地，所述环刀为圆环形，上筒和底座均为与环刀相匹配的圆筒结构，上筒和底座的内径均大于环刀的内径。

进一步地，所述隔板包括两个相互平行的横板和两个相互平行的纵板，横板和纵板通过夹缝相互垂直设置将环刀的内部空间分割为九个土样存储区，九个土样存储区包括第一土样存储组、第二土样存储组和第三土样存储组，第一土样存储组和第二土样存储组均包括四个容积相同的土样存储区，第三土样存储组为一个正方形的土样存储区。

进一步地，所述环刀的横截面为矩形，上筒和底座均为与横截面为矩形的环刀相匹配的矩形筒结构。

进一步地，所述隔板包括两个相互平行的横板和两个相互平行的纵板，横板和纵板相互垂直设置将环刀的内部空间分割为九个容积相同的土样存储区。

进一步地，所述环刀压头还包括传力柱、限位板，限位板的径向尺寸大于环刀的径向尺寸，传力柱设置在限位板上端面的中心位置，所述压接柱设置在限位板下端面。

进一步地，所述隔板上设置有若干应力分散孔，应力分散孔具有不同的孔径。

一种用于检验黏性土样均匀性的试验装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：在环刀的内壁、横板和纵板上涂抹一层润滑剂，用天平秤取配置好的重塑散土样，在土样模具内制备成目标平均干密度土样；然后将平均干密度土样按压进环刀内，使环刀内填充满目标平均干密度土样，然后对环刀内的9个土样存储区进行标号；

步骤二：拆开对接在一起的上筒和底座，将步骤二中填充有目标平均干密度土样的环刀放置在底座上端口的卡槽内，然后将上筒盖接在环刀上方，使环刀稳定地卡接在上筒和底座之间的卡槽内；

步骤三：将环刀压头的压接头向下放置在环刀上方的上筒内，然后向下按传力柱，环刀压头的压接头逐渐向下挤压环刀内各个土样存储区内的目标平均干密度土样，直至环刀压头的限位板底面与上筒的顶面相接触，此时环刀内9个土样存储区中的9块土样落入底座的空腔内；

步骤四：依次取下环刀压头、上筒和环刀，取出步骤四中底座空腔内所述的9块土样；

步骤五：将步骤五中所述的9块土样分别在天平上依次称重，记录其质量，根据环刀的内部构造计算出9个土样存储区的容积，进而获得9块土样的体积，则可得到9块土样的密度，对比9块土样的密度即可获得目标平均干密度土样的均匀性。

进一步地，所述步骤一中所述的润滑剂为凡士林。