[发明专利]批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置及试验方法

权利要求书

1.批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置，其特征在于，包括支撑框架、荷载施加单元、传力单元和制样单元；

所述支撑框架包括底板(11)、台板(4)和立支柱(8)，所述台板(4)、所述底板(11)分别水平安装于所述立支柱(8)的上、下两端；以垂直于底板的方向为纵向；

所述荷载施加单元包括空气压缩机(1)、气压控制装置(2)和作动器(3)，所述作动器(3)安装于所述台板(4)上，并保持所述作动器(3)的动作端沿纵向伸缩；所述气压控制装置(2)安装在所述作动器(3)的进气口处，并且所述气压控制装置(2)的进气口通过导管与所述空气压缩机(1)的出气口管路连通；

所述传力单元设置在所述底板(11)与所述台板(4)之间，包括传力主杆(5)、承压主板(6)、传力支杆(7)和承压支板(10)，所述传力主杆(5)的上端与所述作动器(3)的动作端相连，所述传力主杆(5)的下端可拆卸地安装一块所述承压主板(6)；所述承压主板(6)面向底板(11)的一面均匀安装若干个沿纵向设置的所述传力支杆(7)，每根所述传力支杆(7)的底端均配装一块用于按压在制样单元顶部的所述承压支板(10)，用于等分所述作动器(3)施加的压力；所述承压主板(6)、所述承压支板(10)均与所述底板(11)平行，且所述承压支板(10)处于同一纵向高度上，相邻所述承压支板承压主板(10)之间留有间隙；

所述制样单元设置在所述传力单元和所述底板之间，包括集水底座(15)、泥浆腔(13)和测量装置，所述集水底座(15)放置在所述底板(4)上，所述集水底座(15)的表面布设互相连通的排水沟；所述泥浆腔(13)可拆卸地安装在集水底座上，且每个所述泥浆腔(13)对应一块所述承压支板(10)；所述泥浆腔(13)沿纵向设有一供所述承压支板(10)通过的挤压通道；在所述挤压通道的顶部和底部各设置一等尺寸的透水石，所述泥浆腔(13)的腔壁上布满透水孔；所述测量装置与所述排水沟相连通，用于测量从所述泥浆腔(13)中渗出的总排水量。

2.如权利要求1所述的批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置，其特征在于：所述泥浆腔(13)为由四块钢模板(25)围成的可拆卸式方形钢模，高径比为3：1。

3.如权利要求2所述的批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置，其特征在于：所述钢模板(25)上布满透水孔，并且所述钢模板(25)的长边沿长度方向设有固定螺孔，四块所述钢模板(25)通过固定螺栓(17)两两相连，所述钢模板(25)的内壁面贴壁放置不锈钢网(9)。

4.如权利要求3所述的批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置，其特征在于：所述集水底座(15)包括用于集中排水的集水槽(26)和用于固定所述泥浆腔(13)的固定架，所述集水槽(26)放置在所述承压支板(10)正下方的底板(11)上，并在集水槽(26)表面布设多条方环形的排水沟；所述泥浆腔(13)通过固定架(26)固装于集水槽(26)内，并保持所述泥浆腔(13)的排布方式与所述承压支板(10)的排布方式一致。

5.如权利要求4所述的批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置，其特征在于：所述测量装置包括量筒(14)和出水嘴(12)，所述出水嘴(12)设置在集水槽(26)的槽壁上，并与排水沟连通；所述量筒(14)通过排水管所述出水嘴(12)相连通。

6.如权利要求5所述的批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置，其特征在于：所述固定架为由固定横杆(18)和固定竖杆(20)组成的网状支撑架。

7.根据权利要求6所述的批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据原状土的液限确定泥浆的土和水的质量比，将原状土烘干并将磨成粉称取需要重量m_s，并量出体积V_s，单位为mL。放入泥浆桶中，并加入计算所需水的质量m_w1搅拌配置泥浆,其中,m_s、m_w1单位均为g；

(2)固定集水槽(26)的位置，再将固定架拼装在集水槽(26)内；

(3)拼装泥浆腔(13)，在泥浆腔(13)内部贴壁放置不锈钢网(9)，在泥浆腔(13)顶部将不锈钢网(9)翻出并固定；称量量筒质量m_l1(单位为g)用排水管连接出水嘴，把排水管另一端放到量筒里，准备排水，其中m_l1单位为g；

(4)将泥浆腔(13)放入集水槽(26)中固定架分割出的固定位置上，并在泥浆腔(13)底部放置透水石；将配置好的泥浆快速加入泥浆腔(13)，然后在泥浆顶部放置透水石，并将承压支板(10)放置在透水石上并记录传力主杆(5)上的刻度值l₁,单位为mL；

(5)通过作动器(3)施加荷载，并在要求荷载下稳定并固结土样，记录传力主杆(5)上的刻度值，将泥浆中的水排出，并称此时量量筒质量m_l2,单位为g；

(6)旋动气压控制装置(2)，把承压支板(10)提升起来，取出泥浆腔(13)，将泥浆腔(13)拆开，同时剪开不锈钢网(9)，得到重塑试样；

(7)计算得到重塑试样含水率

其中m_w为原状土的液限确定泥浆土的质量，单位为g。