[发明专利]一种路基层位填料土的试样制样装置及方法

说明书

本发明公开了一种路基层位填料土的试样制样装置及方法，特点是包括制样底座和位于制样底座上的台架，底座上纵横均布有若干个制样槽，槽的内壁设置有与槽形状相同的用于提供试样土体围压的双层密封橡皮膜，台架的中间横梁上设置有用于提供纵向加载力的液压加载器，加载器的底部有若干个与制样槽配合使用的压力传递杆，台架的侧梁上设置有可上下移动的装满水的水箱，水箱通过导管分别与各个双层密封橡皮膜的内腔相连通且各个双层密封橡皮膜相连通，当制样槽内填充有试样土体时双层密封橡皮膜内充满水，利用液压定律和连通器原理，依靠外部水箱高度的自动升降，可快速提供路基不同层位填土所受的试样围压值，优点是能精准反应路基层位的工作状态。

技术领域

本发明涉及一种试样制样装置及方法，尤其是涉及一种路基不同层位填料土的试样制样装置及方法。

背景技术

公路与城市道路路基建设过程中，需要进行路基填料土的室内试验，用于确定路基填料的物理属性和力学指标，以便确定施工过程中的路基控制参数和施工质量控制指标；土的无侧限抗压强度试验、三轴压缩试验、抗剪切强度试验、水稳定性试验等都需要提前制备一定数量的土样，做几组的重复试验，取其代表值作为施工质量的控制参数，一般情况下试样所需数量为三组，一组三个试样，合计九个试样；特殊情况下，需要第三方评定和校核的时候，所需试样数量会更多；传统的土样试样制作方式为将土倒入击实桶内，通过击样法、击实法和压样法成型试样。不同土样在相同击实荷载和击实次数下，由于击实桶的侧壁属于刚性侧壁，制样时侧壁所提供围压的差异性，在传统的制样方式中没有得到体现。另外由于传统的击实桶每次制样只能成型一个试样，而同一工程项目的路基填土材料的物理属性和力学性能试验，至少需要三组九个试样，这样就需要用传统的击实桶制样九次，由于制样过程中的温度、湿度、风速都不能完全一致，导致同批次土试样之间的湿度差异导致的试样最佳含水量的状态出现波动和差异。填料土在路基不同填筑层为上所受的合外力（土自重和车辆荷载）随着路基填筑高度的变化也是动态变化的；某点路基土所受的约束力即围压，围压值的大小等于该点的合外力在水平向的分量。传统的土样试样制作方式过程中，并没有建立起来击实桶提供的约束围压力和路基层位合外力的水平分量之间的等效关系，这导致了室内土样的力学性能试验值和路基填土在现场的真实受力情况不同，室内实验值无法有效地对施工现场的质量起到指导和控制作用，最终导致路基建设的质量，差异性突出，道路运营中出现了很多病害，增加了运营养护的成本。因此，亟需有效建立路基不同层位填料土真实受力状态和室内土样试样测试所得力学指标和性能之间的准确对用关系，提高土样室内试验值对道路工程质量控制的精准度的路基层位填料土的试样制样装置及方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高多个试样制样时精度和准确性的路基层位填料土的试样制样装置及方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种路基层位填料土的试样制样装置，包括制样底座和位于所述的制样底座上的台架，所述的制样底座上纵横均布有若干个圆柱形的制样槽，各个所述的制样槽的内壁设置有与所述的制样槽形状相同的用于提供试样土体围压的双层密封橡皮膜，所述台架的中间横梁上设置有用于提供纵向加载力的液压加载器，所述的液压加载器的底部设置有若干个与所述的制样槽配合使用的压力传递杆，所述的台架的至少一个侧梁上设置有可上下移动的装满水的水箱，所述的水箱通过导管分别与各个所述的双层密封橡皮膜的内腔相连通且各个所述的双层密封橡皮膜的内腔相连通，当所述的制样槽内填充有试样土体时，调整所述的水箱的高度直至所述的双层密封橡皮膜内的水压达到制样槽中试样土体所需的围压值。

所述的台架的侧梁凹槽内设置有第一丝杠，所述的第一丝杠与所述的水箱上的螺母活动连接，所述的第一丝杠的顶部连接有第一伺服电机。

所述的制样槽的内径为155mm且高为150mm，所述的双层密封橡皮膜在充水状态下的厚度达5mm。

还包括用于横向刮除所述的制样底座的上表面多余土体且带动所述的制样底座前后移动的刮板底座联动机构。使装置整体自动化程度高，在清除多余土体的同时自动移动底座，省去人为推动力。