[发明专利]一种粘性土抗拉强度实验圆柱形土样的制样方法

说明书

本发明公开了一种粘性土抗拉强度实验圆柱形土样的制样方法，在模具内沿圆柱形土样的轴向分三层填装粘性土，每填好一层进行压实，同时通过在每一层土样端部插入加强筋的方法来加强该层端部强度，使土样分层接触面和施加拉力的方向平行。本发明方法通过加强试样端部强度和消除试样在受拉方向的强度缺陷，达到试样在拉应力分布区破坏从而获得土样抗拉强度真实值的目标。

技术领域

本发明公开了一种粘性土抗拉强度实验圆柱形土样的制样方法。

背景技术

常规三轴抗拉试验制作粘土试样的方法是平行分层装填(5层)，即施加拉力方向和土体分层接触面垂直（如图1）。不足有三，其一，各层间接触面粘结力弱，易拉开；其二，装填时分层击实，下层受击实功大、压实度大，导致土体强度分布不均；其三，试样两端部附近在拉力作用下试样的缩径趋势受到限制，除受拉力作用外，还受到剪力作用，是应力复杂区，不是严格受拉状态。因此，试样在受拉时首先在端部破坏，由于试样自重的影响，试样破坏面大都在上端部。因此，这种方法下测得的数据不能代表试样的真实抗拉强度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种粘性土抗拉强度实验圆柱形土样的制样方法，可以使试样在三轴抗拉强度实验时破坏面发生试样中部，处于试样拉应力分布区，获得具有代表性的粘性土抗拉强度值。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种粘性土抗拉强度实验圆柱形土样的制样方法，在模具内沿圆柱形土样的轴向分3层填装粘性土，每填好1层进行压实，使土样分层接触面和施加拉力的方向平行；包括以下几个步骤：

第1步、制样时全部试样控制土重分三次加入，每次加三分之一，第一次加土后将第一层土的上表面在水平向刮平，然后将第一层土的上表面培成上凸的弧形断面，然后在模具内沿第一层土的上部依次加入大半圆柱模和活塞，用活塞将第一层土压实；

第2步、将第一层土的水平表面刮毛后加第二层土，第二层土的上表面刮成水平面，然后在模具内沿第二层土的上部依次加入小半圆柱模和活塞，用活塞将第二层土压实；

第3步、将第二层土的上表面刮毛后加入第三层土，第三层土的上表面培成上凸的弧形表面，最后用活塞压实。

第一层土上凸的弧形断面的弧度与模具内腔的底部凹弧的弧度一致。

第三层土上表面的上凸的弧形表面的弧度与活塞的内凹圆柱面的弧度一致。

所述第1步中，先把圆柱形土样模具放平，在模具中加入一层土后，在第一层土上依次放置大半圆柱模、活塞上盖，进行第一次压实，然后将模具直立放置，打开模具两盖板，在第一层土的两端插加强筋，具体是在第一层土两端的端面上沿垂直于端面的方向插入若干根加强筋，若干根加强筋沿第一层土端面均匀分布，再把模具放平，在第一层土上依次放置大半圆柱模、活塞上盖，进行第二次压实；

第二层土和第三层土的插加强筋方法同第一层土。

所述加强筋选择弹性模量大于粘土的材料。

所述加强筋为竹筋。

有益效果：

相较于传统制作粘土试样的方法，本发明公开的一种粘性土抗拉强度实验圆柱形土样的制样方法具有以下两个优点，

第一：改变试样的制作工艺，消除试样水平分层击实形成的薄弱面，使得试样受拉时无原生强度缺陷。

第二、将试样的端部加强，大于试样中部强度，使得试样的破坏位置发生在试样中部,处于试样拉应力分布区，从而使得用改进后试样得到的三轴拉伸试验数值更接近真实值。

附图说明

图1为现有试样填装法示意图；

图2为本发明土样填装法示意图；