[实用新型]砂雨法制备空心圆柱砂土试样的制具

说明书

本实用新型公开一种砂雨法制备空心圆柱砂土试样的制具，包括圆筒形试样内模具(1)、圆筒形试样外模具(2)和圆柱状基座(3)，还包括漏斗基座(4)、环形卡口(5)和旋转扇叶(6)；所述旋转扇叶(6)与环形卡口(5)组合形成可控出砂口，与试样外模具(2)和试样内模具(1)之间的间隙相对应，所述漏斗基座(4)下端与试样外模具(2)上端密封连接，上端开口，中部容纳所述旋转扇叶(6)与环形卡口(5)组合形成的可控出砂口。本实用新型砂雨法制备空心圆柱砂土试样的制具，砂土环向分布均匀、相对密实度控制准确。

技术领域

本实用新型属于土工试验仪器设备技术领域，特别是一种砂雨法制备空心圆柱砂土试样的装置。

背景技术

空心圆柱砂土试样用于通过空心圆柱扭剪仪(简称HCA)研究土体主应力轴连续旋转问题。

砂雨法是常用的砂土制样方法之一。基于土形成的过程，将砂通过漏斗从某一高度(以便于控制落入速度)，落入治具中。这样制成的砂样更接近自然形态的砂。通过研究对比其他制样方法，如插捣法、振动法、击实法，发现砂雨法制出的样件在三轴试验时，通常表现出减缩状态。故此，砂雨法制样是研究风载和水流沉积形成的砂土层的各项指标，以及研究砂土减缩特性的有效制样方案。砂雨法应用于传统实心样治具时较为方便，辅以击实器，可以得到理想的相对密实度试样。

现有空心圆柱样制样治具的结构如图1所示，常用结构尺寸为外径100mm，内径60mm，高200mm。其包括圆筒形试样内模具1、圆筒形试样外模具2和圆柱状基座3。试样内模具1由四瓣侧壁构成一圆筒，以形成试样内腔，试样外模具2由三瓣侧壁(专业俗称三瓣膜)构成，以形成试样外壁。试样内模具1同心放置于试样外模具2内，二者下端均与基座3固定连接。

当采用砂雨法砂土制样时，需借助漏斗将砂土筛入时，因现有空心圆柱样制样治具环形口较窄，漏斗颈直径与环形口尺寸相差不大，导致旋转注入土样时容易出现卡顿，从而不能保证砂样的表面在一条水平线上，无法让其分布均匀，相对密实度无法控制，严重影响了砂土在复杂应力路径下的动力特性研究。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种砂雨法制备空心圆柱砂土试样的制具，砂土环向分布均匀、相对密实度控制准确。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：

一种砂雨法制备空心圆柱砂土试样的制具，包括圆筒形试样内模具1、圆筒形试样外模具2和圆柱状基座3，还包括漏斗基座4、环形卡口5和旋转扇叶6；所述旋转扇叶6与环形卡口5组合形成可控出砂口，与试样外模具2和试样内模具1之间的间隙相对应，所述漏斗基座4下端与试样外模具2上端密封连接，上端开口，中部容纳所述旋转扇叶6与环形卡口5组合形成的可控出砂口。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：

1、砂土环向分布均匀：本实用新型沿环向均匀布置的出砂口可以使砂土从同一高度在同一时间以相同速度下落至治具底部，使砂土试样沿环形均匀分布；

2、相对密实度控制准确：通过控制出砂口的大小来控制砂土下落的速度，从而更准确的控制砂土试样的相对密实度。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

附图说明

图1是现有技术空心圆柱样制样治具的结构示意图。

图2是本实用新型砂雨法制备空心圆柱砂土试样的制具的立体结构示意图。

图3是图2的竖向剖面图。

图4是图2的俯视图。

图5是图2中漏斗基座的竖向剖视图。

图6是图2中环形卡口的竖向剖视图。

图7是图2中旋转扇叶的竖向剖视图。