[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

说明书

批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置及试验方法，所述试验装置包括支撑框架、荷载施加单元、传力单元和制样单元；支撑框架包括底板、台板和立支柱；荷载施加单元包括空气压缩机、气压控制装置和作动器；传力单元设置在底板与台板之间，包括传力主杆、承压主板、传力支杆和承压支板，传力支杆连接承压主板和承压支板并将承压主板上的压力等分传递到承压支板上；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、泥浆腔和测量装置；所述试验方法：将配置好的泥浆灌注在泥浆腔内，利用承压板加压将泥浆中水排出，压制成重塑试样。本发明的有益效果是：可以一次性制备出多个真三轴重塑软粘土试样，试样含水率均匀、对土体的扰动小。

技术领域

本发明涉及一种批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置及试验方法。

背景技术

目前土工试验用土主要分为原状土，扰动土和重塑土。其中原状土是从一定深度采用薄壁或厚壁管或者冰冻等方法进行取土，在取土过程中仍不可避免地会对土体产生扰动，所以要取到真正的原状土是非常困难的。在实际取土过程中，取到的土都是扰动过的，除此之外地基土的空间变异度大，难以保证所获取试样的数量和均匀性。因此在难以获得原状试样而又需要系统地探讨试样的静力、动力特性时，一定程度上是依靠室内制备重塑土来完成试验的。

除此之外重塑土相对于原状土还具有以下优点：(l)制备试样方便，经济；(2)试样均匀程度高，试验结果可比性好；(3)能够相对容易地控制试样成份、含水率等；(4)同种试样的试验能够重复进行；(5)可以对不同地方的重塑土进行对比，排除结构影响，考虑土颗粒本质。

重塑土制样方法常见的有真空抽吸法、分层击实法和泥浆加压固结法。真空抽吸法使用密封膜将试样封住，再通过抽真空产生负压，利用大气压力将土压实固结。这种方法仪器复杂，并且对密封效果要求高而且只能加压到一个大气压强。分层击实法是将湿土分成若干份，每加一份土就进行一定数量的击实。这样得到的重塑试样是不均匀的，而且每一次击实都会产生“上硬下软”的现象，这样得到的试样去进行单元体试验是不合适的。泥浆加压固结法是将取得的土进行风干，之后在研磨成粉进行筛分，再把土粉加水至超过液限的一定含水量搅拌成泥浆，最后将泥浆加压固结得到重塑试样。通过这种方法得到的重塑试样是可以将土体结构完全重塑的，并且均匀，与实际固结情况也是相似的。泥浆加压固结法的关键步骤在于加压固结这一步。

目前在土工试验中的泥浆加压固结的方法并没有规范的做法，由于不同的土工仪器有不同的试样尺寸，导致以下问题：l)制样尺寸太小不符合试样要求；2)制样尺寸太大会导致制样时间过长，更重要的是尺寸过大会导致排水路径过长，导致重塑土试样上下含水率不均匀，影响进一步土工试验结果的可靠性；3)有的仪器形状设计不合理，制样、取样时需要多名试验人员，而且由于尺寸和标准试样差距过大还会出现了重塑土试样需要切去大部分的浪费现象。在大量切去多余土样的过程中会严重扰动试样同样会影响土工试验数据的可靠性。

因此，如何制备历时短，均匀性好，尺寸合适，不浪费过多人力物力，使用方便且高质量的真三轴重塑软粘土试样，这是问题的关键所在。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种同时制作多个试样、试样含水率均匀、对土体的扰动小的批量制备真三轴重塑软黏土土样的试验装置及试验方法。

本发明所述的一种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、台板和立支柱，所述台板、所述底板分别水平安装于所述立支柱的上、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、气压控制装置和作动器，所述作动器安装于所述台板上，并保持所述作动器的动作端沿纵向伸缩；所述气压控制装置安装在所述作动器的进气口处，并且所述气压控制装置的进气口通过导管与所述空气压缩机的出气口管路连通；