[发明专利]一种模拟全过程侵蚀的三轴试样的制样设备

说明书

本发明涉及土木工程学科的室内土工测试领域，特指一种模拟全过程侵蚀的三轴试样的制样设备，包括施压机构、承样机构、支撑机构、侵蚀机构、切割机构、注土器、三轴承膜筒，所述承样机构安装于支撑机构上，通过注土器将水泥土注入承样机构中，将承样机构放入侵蚀机构中，所述施压机构能配合承样机构对水泥土进行施压得到母体试样，母体试样放入三轴承膜筒后通过切割机构切割成标准三轴试样，承样机构包括承样筒，承样筒筒壁上均布有圆形孔洞，承样筒孔洞内壁设置有半透膜。采用上述方案后，用以解决现有的高含水率水泥土三轴试样制作困难、水泥土在现场的真实受力和受侵蚀情况模拟程度不高等问题。

技术领域

本发明涉及土木工程学科的室内土工测试领域，特指一种模拟全过程侵蚀的三轴试样的制样设备。

背景技术

东南沿海地区是我国经济发达区，随着沿海地区建筑地基面积的不断扩大，越来越多的建筑物需要修建在软土地基上。软土因其含水量高、承载力差等特点，使得软土地区难以建造大型建筑物，软土地基的处理成为建筑行业必须面临的问题，在加固软土地基的方法中，水泥土因其造价低、实用性强、对环境污染小和施工速度快等特点被大量应用。

同时，东南沿海地区的地下水具有高含盐和弱碱性等特点，而在施工现场水泥土搅拌桩的深度往往大于地下水位，导致施工现场的水泥土在搅拌和养护的过程中都处于环境侵蚀的状态中。常规的室内试样制作是不考虑环境侵蚀的，导致室内结果与现场施工效果的差距较明显，为建筑的设计和施工带来极大的困扰。另外，以软土为主要原料的水泥土因含水量较大，常呈流塑态，传统的三瓣膜法无法将其制成三轴试样。为此我们迫切的需要一种既能完成高含水率水泥土三轴试样制作，又能模拟环境侵蚀的三轴试样的制样设备。

目前大连理工大学申请了一种低液限粉质土三轴制样器及制样方法(申请号：CN201210559105.1)可以对低液限的粉质土进行三轴试样制作，能提高试样尺寸精度，但不能解决高含水率试样制作和模拟环境侵蚀的问题。面对越来越多的软土地基加固方法需要以试验进行验证的现状、面对传统三瓣膜法难以完成高含水率水泥土三轴试样制作的问题、面对传统制样器不能模拟水泥土在现场受到的侵蚀情况等问题，我们需要一种能通过分级加载和模拟环境侵蚀的制样过程来模拟水泥土在工地现场的真实情况，使试验结果更接近现场情况。

因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种模拟全过程侵蚀的三轴试样的制样设备，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟全过程侵蚀的三轴试样的制样设备，以解决现有的高含水率水泥土三轴试样制作困难、水泥土在现场的真实受力和受侵蚀情况模拟程度不高等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种模拟全过程侵蚀的三轴试样的制样设备，包括施压机构、承样机构、支撑机构、侵蚀机构、切割机构、注土器、三轴承膜筒，所述承样机构安装于支撑机构上，通过注土器将水泥土注入承样机构中，将承样机构放入侵蚀机构中，所述施压机构能配合承样机构对水泥土进行施压得到母体试样，母体试样放入三轴承膜筒后通过切割机构切割成标准三轴试样，承样机构包括承样筒，承样筒筒壁上均布有圆形孔洞，承样筒内壁设置有半透膜。

进一步，所述施压机构包括承重板、传力轴、施压固定盖、施压圆盘、受压圆盘，承重板和施压圆盘设置在传力轴两端，施压固定盖设置在传力轴上，受压圆盘用于承接施压圆盘；其中，承重板为直径150mm、厚度15mm的圆盘，传力轴为直径20mm、高200mm的圆柱体；施压固定盖为内直径49.5mm、外直径60mm的圆盖，圆盖顶面中心处设有一个直径为22mm的传力轴孔，传力轴孔两侧设有两个对称分布的过水孔；施压圆盘中心与传力轴固接，施压圆盘均布若干个水气流动孔；受压圆盘主体为受压圆柱体，受压圆柱体顶面开设有十字形凹槽，受压圆柱体侧面开设有四条条形凹槽，十字形凹槽和条形凹槽一起组成排水槽；受压圆柱体外侧为承样筒卡环，承样筒卡环底端与受压圆柱体底端通过底座圆环固接在一起组成卡槽，受压圆柱体底部固接有旋钮。