[发明专利]一种联动式可液化砂土三轴试样原位固化制样仪及方法

说明书

一种联动式可液化砂土三轴试样原位固化制样仪，包括一号浆液存放箱、一号蠕动泵、一号注浆管、二号浆液存放箱、二号蠕动泵、二号注浆管、一号橡胶塞、砂样压实筒、压实筒管箍、复合塞、渗出液出液管、二号橡胶塞、有机玻璃皿、三号橡胶塞、多余浆液出液管、渗出液收集皿以及多余浆液收集皿。一种联动式可液化砂土三轴试样原位固化制样方法，先在所有砂样压实筒中放入土粒粒径为0.075mm～4mm的砂土，分层压实后形成设定直径范围，高度范围内可调控的圆柱体试样，利用蠕动泵并按相关要求注浆，从而得到符合规范要求的固化砂土圆柱体试样。本发明提高所制试样固化效果与整体性，提高制样效率，提高了制样精度和适用范围。

技术领域

本发明属于岩土工程学科、化学、微生物、高分子材料等多学科交叉的试样固化技术领域，涉及一种联动式可液化砂土三轴试样原位固化制样仪及方法。

背景技术

在诸如地震、波浪、列车荷载等循环荷载作用下，松散的砂土地基易产生液化，进而诱发地基失稳甚至房屋倒塌，因此可液化砂土固化技术在岩土工程应用前景广阔。可液化砂土原位固化技术，是向可液化砂土中注入高聚物、砂浆、水泥或者可诱导生成碳酸钙的微生物浆液等，提高可液化砂土的强度和粘结性能，以解决地震、波浪、列车等动力作用诱发松散砂土地基液化问题。

为充分研究固化后砂土的动、静力学特性，通常需开展相应的动、静力三轴试验，然而目前关于能够实现可液化砂土三轴圆柱体试样制样、原位固化一体化的仪器装置尚未见诸报道，亟需开展相应技术研究。

发明内容

为了克服现有可液化砂土三轴试样无扰动注浆技术的不足，本发明提供一种联动式可液化砂土三轴试样原位固化制样仪及方法，该制样仪有助于提高所制试样固化效果与整体性，而且可同时实现4个可液化砂土三轴试样的原位注浆加固，显著提高制样效率。本发明的仪器共有两种规格，可分别制取不同尺寸的试样，实现制样和原位固化一体化，显著提高了制样精度和适用范围。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种联动式可液化砂土三轴试样原位固化制样仪，包括一号浆液存放箱、一号蠕动泵、一号注浆管、二号浆液存放箱、二号蠕动泵、二号注浆管、一号橡胶塞、砂样压实筒、压实筒管箍、复合塞、渗出液出液管、二号橡胶塞、有机玻璃皿、三号橡胶塞、多余浆液出液管、渗出液收集皿以及多余浆液收集皿；

所述的一号浆液存放箱内装有通过一号蠕动泵与一号注浆管直接注入有机玻璃皿中的浆液；所述的二号浆液存放箱内装有通过二号蠕动泵和二号注浆管直接注入试样内的浆液；二号注浆管中间、渗出液出液管底部以及多余浆液出液管底部均连有一段橡皮管；所述的砂样压实筒是双瓣模通过压实筒管箍固定得到，该双瓣模由筛分网片与纵、横钢骨架焊接而成，以确定筛分网片的孔洞能使有机玻璃皿中的浆液环向渗入试样中，双瓣模组合时由双瓣模外边缘焊接的钢骨架龙骨平面紧密贴合以确保压实筒管箍能紧箍压实筒双瓣模，压实筒内壁标有间距为10mm的主刻度线和间距为2mm的次刻度线；所述的有机玻璃皿呈圆筒状，其顶部与底部等间隔设有圆孔，有机玻璃皿顶部与底部的孔为对称分布，有机玻璃皿顶部圆孔中布置在两边的圆孔用于安装二号橡胶塞，有机玻璃皿底部布置在两边的圆孔用于安装三号橡胶塞，顶部其余圆孔用于安装一号橡胶塞，底部其余四个圆孔用于安装复合塞；所述的一号橡胶塞为上部圆柱下部圆台的组合体，将一号橡胶塞插入有机玻璃皿对应孔洞内至圆柱底面紧贴有机玻璃皿时圆台底部恰好位于砂样压实筒内壁上限，一号橡胶塞底部圆心处有一个圆孔，二号注浆管出浆口插入设于一号橡胶塞塞底圆心处的预留孔至设定刻度线处，一号橡胶塞圆台部分设有与砂样压实筒水平截面形状完全重和的竖向嵌入缝；在二号橡胶塞圆孔内插入一号注浆管并使出浆口完全置于有机玻璃皿内，在三号橡胶塞内插入多余浆液出液管至塞顶；所述的复合塞主要由橡胶塞和无孔有机纤维棉组合生成，且有机纤维棉与橡胶塞都有与砂样压实筒横截面完全一致的嵌入缝；所述的渗出液出液管插入复合塞预留孔至橡皮塞与有机纤维棉交界处；所述的渗出液收集皿位于渗出液出液管下方，用于收集从试样中渗出的浆液；所述的多余浆液收集皿置于多余浆液出液管下方，用于收集多余浆液以备下次使用。