[实用新型]多功能软黏土空心圆柱试样制样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于研究土体动力特性扭剪试验的制样装置，特别涉及一种多功能软黏土空心圆柱试样制样装置，该装置适用于沿海软土、淤泥质土等高含水率、高压缩性、易扰动土体。

背景技术

近年来，随着国内城市轨道交通工程的蓬勃发展，带动了一大批关于土体动力特性的研究项目，这些研究项目中通常均需要开展土体扭剪试验研究。目前针对此类项目开展试验最常用的大型仪器基本都是GCTS、GDS等少数国外品牌，试验前均需制取大尺寸试样，但是仪器本身均不配备制样装置。如何制取符合试验要求的空心圆柱试样，特别是如何在尽量减小对土体扰动情况下将原状土体制成满足扭剪试验要求的空心圆柱形试样，就成为当前亟待解决的棘手问题。此前国外对制取空心圆柱试样的制样方法大多分为机械式取芯法和电渗式取芯法两种，前者以英国帝国理工学院的研究成果为代表，应用对象是强度很高的伦敦超固结黏土，采用方法是先切削外壁使之符合要求，然后水平固定试样后采用钻刀渐进修正掏挖土样，使内径符合要求；后者以以色列科学技术研究所的研究成果为代表，针对土样是天然含水率达到80％-100％，液限接近90％的高灵敏度软土，采用方法是通过施加直流电源正负极，利用电势降使试样中的水产生流动而形成润滑作用，切割外壁和内芯时也是联通电极，用张紧的电线切割掏挖土样，使土屑自然分离。国内目前采用的制样方法以浙江大学方法为主，采用机械式掏挖内芯，先切削外壁，然后采用螺旋钻头从土样底部即从下而上的方式掏空土样。

经过分析比较发现上述方法均有其制约性，比如机械式取芯法针对大尺寸试样缺乏定位孔心的校准手段，再加上分步骤实施，很容易在实施过程由于缺少着力支撑点造成偏孔，且对软黏土扰动过大；电渗式取芯法对于国内沿海地区软黏土不适合，由于很多土的含水量达不到国外该方法的制取前提条件，导致通电渗流过程较难产生理想的润滑效果，而用来切割内芯的电线对于较大尺寸和较高尺寸试验制取时候同样出现校准定位不准确，张拉不到位，最终导致制样失败；国内浙大的方法虽然有一定进步性，但是先切削外壁的方法一旦遇到后期内芯取土偏孔造成的尺寸不符，整个试样只好废掉，同时，从底部旋转式掏挖土样的方法也同样遇到没有准确定位和直线切削偏孔造成的尺寸不符问题。另外，上述三种方法都有一个通病，即土样内芯切削和外壁切削由于装置未能合二为一，在转移土样和制样过程对土的扰动过大，影响后期试验参数准确性。

发明内容

本实用新型的目的在于研发弥补现有技术空白，而提供一种多功能软黏土空心圆柱试样制样装置，该装置适用于沿海高含水量、高压缩性、高灵敏度的软黏土土样，既可以为GCTS、GDS等主流大型空心扭剪仪制取空心圆柱试样，又能实现切削外壁和内芯切取功能的合二为一，尽量减小对土样的扰动，同时在制样过程中充分考虑到土样特点，可完美实现实验全过程的准确定位。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：一种多功能软黏土空心圆柱试样制样装置，其特征在于：由手自两用试样内芯切取装置和空心圆柱试样外壁切削成型装置组成，两套装置共用一个多功能底座，该多功能底座内附带定位标尺和可升降削土底托，底托上制有多个插针；其中手自两用试样内芯切取装置包括多功能底座、内芯切取圆柱状盛土容器及其支撑定位装置和内芯切取装置,所述内芯切取圆柱状盛土容器包括可拆卸分瓣式护筒和可拆卸分瓣式护筒底托，可拆卸分瓣式护筒安装在可拆卸分瓣式护筒底托上，可拆卸分瓣式护筒底托与多功能底座连接，所述支撑定位装置由四根支撑定位竖杆和带标尺的支撑横杆组成，四根支撑定位竖杆均布在可拆卸分瓣式护筒外围且与可拆卸分瓣式护筒底托固接，相邻两根支撑定位竖杆之间连接带标尺的支撑定位横杆，相对两根支撑定位竖杆之间连接定位水平标尺，所述内芯切取装置包括可替换尺寸的内芯切取圆柱状钻筒、螺旋钻杆、转动手柄和可拆卸内芯取样定位探头；空心圆柱试样外壁切削成型装置的多功能底座外围固装多根可拆卸粗切削土样外壁定位支撑竖杆，多根可拆卸粗切削土样外壁定位支撑竖杆内侧固装多根可拆卸精切削土样外壁定位支撑竖杆，这些定位支撑竖杆之间安装可拆卸切削护壁、这些定位支撑竖杆的顶部连接顶板，顶板的上部和底部分别连接顶部卡位护板和可拆卸削土顶托，可拆卸削土顶托的上部安装螺栓，下端制有插针。

上述可拆卸分瓣式护筒内放置可拆卸分瓣式护筒固定卡扣。

上述可拆卸分瓣式护筒底托与多功能底座之间通过护筒-多功能底座固定螺栓连接。

上述支撑定位竖杆与带标尺的支撑横杆之间、支撑定位竖杆与定位水平标尺之间均通过固定螺栓连接。