[发明专利]一种粗粒土振动三轴试验制样辅助装置及方法

说明书

本发明属于水利水电工程土工试验仪器技术领域，具体地涉及一种粗粒土振动三轴试验制样辅助装置及方法。本发明包括制样桶、旋转杆、组合把手、搅拌器和刨毛器；旋转杆置于制样桶内，旋转杆上连接有组合把手，旋转杆的下端连接有搅拌器或刨毛器。本发明本能够将承膜筒中放置的三块相互搭接的乳胶板固定，防止土颗粒进入乳胶板与乳胶膜之间，有效的解决了高围压条件下，乳胶膜被刺穿的问题，提高了粗粒土振动三轴试验的成功率。本发明有效解决了制样不均匀的问题，减少了因为制样不均匀问题导致试验结果出现偏差的情况。本发明能将试样表面彻底刨毛，有效的解决了层与层之间衔接不紧密、容易产生薄弱层的问题，增强了试验结果的准确性与可靠度。

技术领域

本发明属于水利水电工程土工试验仪器技术领域，具体地涉及一种粗粒土振动三轴试验制样辅助装置及方法。

背景技术

粗粒土振动三轴试验是水利水电工程土工试验中的一种试验方法，首先，将粗粒土按照指定的试验密度装入试验模具中，然后，对试样进行饱和、固结，最后，对试样进行动弹性模量阻尼比试验与动残余变形试验。每个步骤是否规范对试验结果有重要影响，因此，制备合格可用的试样是试验成功与否的关键。

粗粒土振动三轴试验制样目前较常规的试验方法是采用单向分层击实法，首先，将乳胶膜固定在试验底座上，安装承膜筒，并将乳胶模翻折到承膜筒外固定，然后，将三块长方形乳胶板相互搭接放置于乳胶膜内，而且乳胶板采用的材质应为软质，硬质乳胶板会影响试验结果；最后，按照制样标准分5层装样，每层试样质量相等，击实到指定的分层高度，装下一层试样之前要将本层试样表面刨毛，完成最后一层后，将试样帽安装固定至试样上方，即可完成试样制备。此方法操作方便、简单易行，可以控制试验制样密度，可行性较强。

但是在制样过程中存在四个问题，一是乳胶板材质偏软，无法直立，且三块乳胶板之间的搭接缝无法封闭，装样时，土颗粒容易进入乳胶板与乳胶膜之间，高围压试验条件下，造成乳胶膜被刺穿，导致试验失败；二是每层试样高度为15cm，装入承膜筒后，无法进行搅拌，存在制样不均匀的问题，导致试验结果出现偏差；三是缺少表面刨毛的专用工具，表面刨毛质量不高，导致层与层之间衔接不紧密，产生薄弱层，影响试验结果；四是每一层试样震击完成后，测量其是否到达指定高度时，由于钢直尺较薄容易产生弯曲，直尺远端容易嵌入在粗颗粒之间，造成测量出现误差，且无法直观测定试样震击面是否水平。

发明内容

为了解决上述四个技术问题，保障试验制样质量，本发明提供了一种粗粒土振动三轴试验制样辅助装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种粗粒土振动三轴试验制样辅助装置，包括制样桶、旋转杆、组合把手、搅拌器或刨毛器；所述的旋转杆置于制样桶内，旋转杆上连接有组合把手，旋转杆的下端连接有搅拌器或刨毛器。

还包括制样漏斗；所述的制样漏斗是由圆环和上大下小的喇叭口形环面构成的厚度为1mm的铁质一体结构；喇叭口形环面的上方直径为450mm，喇叭口形环面环面的高度为140mm；圆环的直径为295mm，圆环的高度为50mm。

所述的制样桶包括第一制样桶、第二制样桶、第三制样桶、第四制样桶和第五制样桶五个桶，五个桶的直径均为295mm、厚度均为1mm且高度分别为700mm、550mm、400mm、250mm、100mm。

所述的旋转杆为钢制圆柱状结构，旋转杆从上至下水平设置有多个用于连接组合把手的贯穿第一圆孔；旋转杆的下部水平设置有用于连接搅拌器或刨毛器的贯穿第三圆孔，旋转杆的底部端面上设置有用于连接搅拌器或刨毛器的凹槽。

所述的组合把手是由铁质的把手第一组件和铁质的把手第二组件插接而成；所述的把手第一组件是由两段直径不同的圆柱体上下设置构成的一体结构；所述把手第二组件为圆柱形结构，其与把手第一组件的连接端设置有连接的槽孔。