[发明专利]一种环形击实装置的安装、土样制备和拆卸的方法

说明书

一种环形击实装置的安装、土样制备和拆卸的方法，底盘(8)整体呈凹型圆盘式结构，底盘(8)的内侧顶部设置有击实底座模块(1)，内四瓣膜模块(2)插入击实底座模块(1)且其顶端安装有中心定位模块(4)；外三瓣膜模块(15)的底端依次插入击实底座模块(1)中；空心圆柱土样(3)的顶部设置有落锤模块(6)，落锤模块(6)安装于定位击实量测模块(7)的底部，定位击实量测模块(7)的顶部与中心定位模块(4)连接。本发明具有原理简单、操作容易、制样快速、成样标准、含水率准确、密实度均匀、脱模扰动小、节约材料等特点，还适用于非饱和空心圆柱试样的制备。

技术领域

本发明涉及空心圆柱试样的制备技术领域，尤其是一种制备空心圆柱试样的环形击实装置的安装、土样制备和拆卸的方法。

背景技术

随着城市化的不断推进，岩土地下工程设计由土体破坏控制向土体变形控制转变，对土体进行更符合实际应力路径的力学试验是现阶段的土力学研究的关键任务。

空心圆柱扭剪仪作为最先进的土工仪器之一，是探究土体在含主应力轴偏转的复杂应力路径下力学性质的重要手段。然而，空心圆柱试样高度大、侧壁薄的特点给制样工作带了很大困难。

击实法操作简单、制样快速，是目前使用最广泛的重塑土样制备方法之一。利用该方法制备重塑空心圆柱试样时，通常击出圆柱土样(直径100mm×高度200mm)，再利用切削器切削出内孔，得到标准空心圆柱试样(内径60mm×外径100mm×高度200mm)。

但是，实际操作过程中发现该方法存在以下问题：

问题(1)在钻孔过程中，端部会产生明显的挤土效应，土体被挤出，增大端部土体的高度并破坏其内、外径边缘的土体结构；

问题(2)在刀头进入土体一定深度后，钻孔的竖直度很难保证，易造成空心圆柱试样壁厚的不均匀；

问题(3)切削后试样顶端与内壁的密实度较其他部位均有不同程度的增大，特别是对于不经后续饱和步骤、含水率控制严格的非饱和土来说，该问题将会对后续试验产生不可忽视的影响；

问题(4)若击实所用土样含水率不高或土颗粒粒径较大，在钻孔过程中易导致内径壁形成不可修补的坑洼，在试验中内压会使乳胶膜嵌入其中形成麻面，导致试验数据量测的不准确，甚至增加乳胶膜破裂的风险。

问题(5)土样中水的存在、钻孔产生的挤土效应使得试样与护壁贴合十分紧密，且完成钻孔的试样侧壁很薄(厚度为20mm)，拆卸护壁过程中，护壁与土样脱离困难，极易造成土样侧壁不同程度的开裂，最终导致制样的失败。

针对以上问题，提出了一种制备空心圆柱试样的环形击实装置的安装、土样制备和拆卸的方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种制备空心圆柱试样的环形击实装置的安装、土样制备和拆卸的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种环形击实装置的安装方法，包括有以下步骤：

1-1.内四瓣膜模块2外壁均匀涂抹凡士林，将内四瓣膜A201、内四瓣膜B202、内四瓣膜C203和内四瓣膜D204依次插入击实底盘101的内四瓣膜放置孔102中；

1-2.将橡胶内膜塞104上部塞入内四瓣膜模块2形成的内膜孔，并检查橡胶内膜塞104底部与击实底座101的贴合程度与整体平整度，完成内四瓣膜模块2的下部定位；

1-3.将击实底座101置于底盘8；

1-4.在中心定位杆基座401的四瓣膜卡槽405处涂抹适量凡士林，将其安装至内四瓣膜模块2顶部，完成内四瓣膜模块2的上部固定；