[发明专利]一种模拟全过程侵蚀的三轴试样的制样方法

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方法，通过对制样器的组装，制备水泥土，将水泥土注入承样筒中后，逐级施压并模拟侵蚀环境，最终切割母样后得到标准三轴试样。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方法。

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方法，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方法，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方法，包括如下步骤：

(1)组装制样器，将润滑剂涂抹在承样机构的承样筒内壁、施压圆柱体下底面和受压圆柱体上顶面；将受压圆盘通过旋钮安装在支撑底座上，在受压圆柱体上表面安放一张滤纸，将承样筒安装在受压圆盘上的承样筒卡环内；将侵蚀机构、切割机构、溶液收集机构、三轴承膜筒和洗耳球放在支撑机构的左侧，将承重板、传力轴、施压固定盖、施压圆盘和注土器放在支撑机构的右侧，将废液缸放在支撑底座上的泄水口下方；

(2)各原料准备，称取软土、水泥、搅拌水；按照现场测得的侵蚀环境配置侵蚀溶液；

(3)制备水泥土；

(4)通过注土器将水泥土注入承样筒中；

(5)组装侵蚀机构；

(6)安装溶液收集机构；

(7)安装施压机构，将承重板、传力轴、施压固定盖和施压圆盘拿起，先将施压圆盘和传力轴放入承样筒中，再将施压固定盖紧密的盖在承样筒上，确保传力轴处于竖直状态；

(8)进行第一级施压，将3kg的砝码放在承重板上，开始第一级施压，加载时长为24h，在加载过程中每隔8h向施压固定盖中的过水孔进行注水，保证承样筒内的水泥土始终处于饱和状态，观察承重板11下降幅度；

(9)在侵蚀机构中倒入侵蚀溶液；