[发明专利]一种用于松散砂土试样三轴试验的压力室及试样安装方法

说明书

本发明涉及一种用于松散沙土三轴试验的压力室，包括顶盖单元、有机玻璃罩单元和底座。所述顶盖单元与底座之间密封连接，所述有机玻璃罩单元与顶盖单元之间密封连接。本发明还公开了松散砂土试样安装方法，包括四个步骤。采用本发明的压力室，配合砂雨法，可实现松散砂土试样的高质量制备；还可以有效控制试样帽与试样顶端的接触面以及调整试样处于竖直状态，实现松散砂土试样的高质量安装。本发明的压力室结构安全可靠、密封性能好、制作方便、成本较低。

技术领域

本发明涉及岩土材料的三轴试验装置，尤其涉及适用于松散砂土三轴试验装置及高质量松散砂试样的安装方法，属于岩土材料三轴试验技术领域。

背景技术

三轴仪是土工试验的室内试验中不可或缺的仪器。其中压力室是三轴仪的重要组成部分，为试样提供安装空间，同时提供试验所需围压。三轴仪的压力室需要便于试样制作和安装，且具有一定的密封性。

由于砂雨法可以较好地模拟风载或水流沉积而成的天然砂土层，其成型试样与实际的天然砂层更为接近，因此，砂雨法是制作松散砂试样的经典方法，广泛用于模拟地震振动台试验和三轴试验中。然而，现有的三轴仪受限于压力室的固有构造，无法制作或安装松散程度大的试样。其主要原因是三轴仪的压力室多用于比较密实的砂土试样，因而结构比较简单，通常是由底座与压力罩构成的两单元结构，推杆连接在压力罩上，对制作和安装松散程度大的砂土试样没有做进一步考虑。而高质量松散砂试样安装要求在将松散砂试样置入压力室内、并处于微小压力下时，试样保持竖直状态。

采用现有的三轴仪压力室，装压力罩前需将对开模拆除，安装压力罩推杆调整到位后试样被略微抽真空。如果是松散程度高的砂样，此时的试样强度很低，难以保持直立状态，安装压力罩引起的微弱振动就能使试样发生不同程度的倾斜；而且在压力罩安装之后，处于倾斜状态的试样无法再调节，因而无法达到松散砂试样的高质量安装，直接影响松散砂试验的试验结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于松散沙土三轴试验的压力室，能够实现松散砂土试样的的高质量制备成型和安装。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于松散沙土三轴试验的压力室，包括顶盖单元、有机玻璃罩单元和底座；

所述顶盖单元包括一圆形顶盖、数根可调节连杆和一圆形凸台，所述可调节连杆的一端与凸台螺接，另一端与顶盖螺接并穿出顶盖，所述顶盖的中心处具有孔洞，顶盖上安装有推杆重力平衡装置和推杆，所述推杆从孔洞内穿过，推杆的顶端与推杆重力平衡装置相连接，推杆的底部连接试样帽，所述凸台密封固接在底座上，凸台的中部开设有用于对开模拆卸的空心部分，所述顶盖的直径略小于凸台直径，

所述有机玻璃罩单元包括顶圈、底圈及安装在顶圈与底圈之间的柱形有机玻璃侧壁，所述顶圈密封安装在顶盖上，所述底圈密封安装在凸台上，所述顶圈的内径略小于底圈的内径。

进一步，所述推杆重力平衡装置包括十字支架，所述十字支架的左右两端分别安装有滑轮，两个滑轮上绕有钢丝绳，所述钢丝绳的一端连接平衡砝码，另一端连接推杆。通过推杆重力平衡装置，能够实现推杆与试样顶端的轻微接触，可使推杆停留在任何高度。

进一步，所述可调节连杆的数量为6个，围绕所述顶盖中心轴对称分布。

进一步，为了使有机玻璃罩单元与顶盖单元连接稳固，同时防止实验时因玻璃罩内气压大将顶盖掀起，所述顶盖的顶端安装有1个或1个以上的止推板，所述止推板的另一端抵压在顶圈上。

进一步，作为优选，所述底座的上表面开设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内安装有第一密封圈。

进一步，作为优选，所述凸台的侧壁开设有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽内安装有第二密封圈。

进一步，作为优选，所述顶盖的周面开设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽内安装有第三密封圈。