[发明专利]一种用于压剪渗流试验的土体试样制备仪及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于压剪渗流试验的土体试样制备仪及制备方法，包括试样制备组件、筛分组件和击实组件；试样制备组件包括振动平台、第一支撑柱和试样击实盒；筛分组件包括料斗、土样筛网、土样存储盒和压敏质量仪；土样存储盒包括存储盒侧壁围框和移动底板；移动底板能将存储盒侧壁围框的底部开口进行封堵或打开；压敏质量仪设置在移动底板的上表面；击实组件包括顶板、击实连接杆、击实动力装置和击实锤。本发明能极大地消除由于土样误差带来的试验数据误差，适用于不同性质、不同孔隙率的土体，且能根据试验要求制作出特定含水率的土样。另外，自动化程度高，可自动脱模。同时试样平整度可控，极大提高压剪渗流试验精度。

技术领域

本发明涉及岩土力学试样制备领域，特别是一种用于压剪渗流试验的土体试样制备仪及制备方法。

背景技术

岩石裂隙应力–渗流耦合特性对岩土工程的稳定性有显著影响，是近20年来岩土力学研究的的热点问题之一。室内的岩石节理应力–渗流耦合试验是研究节理应力–渗流耦合特性的有效手段，而节理应力–渗流耦合试验系统是进行试验研究的基础条件，因此，剪切渗流试验作为确定岩土体参数的重要试验，在目前的岩土工程中得到越来越广泛的应用。

然而，目前的岩土体渗流耦合试验中均未对试样的制作提出要求，这使得试样制作过程中的误差造成的最终影响较大，且容易造成剪切渗流仪的损坏。

以南京水利科学研究院与西安力创材料检测技术有限公司联合研制的裂隙剪切渗流耦合试验机为例，在试验开始后，通过人工在剪切盒内装填土样，由于土样中存在大粒径土颗粒，土样在空间内呈现孔隙分布不均匀，因此在施加纵向压力后，极易造成施力装置与剪切盒存在纵向切角，土样受力不均匀，给试验结果带来较大误差。同时，切角过大会导致仪器的损坏。

公告号为CN 104865177A的中国发明专利，公开了“一种大尺度二维裂隙岩体剪切渗流仪”，该专利申请也没有考虑土样的制备对试验精度的影响。

综上所述，忽略剪切–渗流耦合仪试样的制作会对试验结果造成较大误差，并且有几率造成仪器的损坏，如何便捷地制备一种符合剪切–渗流耦合仪各项要求的试样成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种用于压剪渗流试验的土体试样制备仪及制备方法，该用于压剪渗流试验的土体试样制备仪及制备方法能极大地消除由于土样误差带来的试验数据误差，适用于不同性质、不同孔隙率的土体，且能根据试验要求制作出特定含水率的土样。本土体试样制备仪可精确控制试样的质量以及含水率，试样制作过程自动化程度高，可自动脱模。同时采用激光位移传感器控制试样平整度，可以极大提高压剪渗流试验精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种用于压剪渗流试验的土体试样制备仪，包括试样制备组件、筛分组件和击实组件。

试样制备组件包括振动平台、第一支撑柱和试样击实盒。

振动平台底部与振动仪相连接，能实现垂直和/或水平振动。

振动平台底部四周各设置一根第一支撑柱。

试验击实盒设置在振动平台的中部，试验击实盒包括升降底板和围合设置在升降底板四周的盒体侧壁框架；盒体侧壁框架底部通过第二支撑柱固定在振动平台上，升降底板底部通过升降装置与振动平台相连接；升降底板能在升降装置的驱动下，沿盒体侧壁框架的内壁面滑动升降。

筛分组件包括料斗、土样筛网、土样存储盒和压敏质量仪。

料斗底部中心设置有下料管，位于下料管外周的料斗底部设置有四根第一连接杆，每根第一连接杆均能与对应的第一支撑柱底部可拆卸连接。

土样筛网设置在下料管中。