[发明专利]一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法

权利要求书

1.一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，组装成型模具，所述成型模具包括第一面板、第二面板、第三面板、第四面板及底板，所述第一面板、第二面板、第三面板及第四面板围设形成包围框，所述包围框与底板连接形成容纳砂试样的砂土成型腔，底板开设与所述砂土成型腔连通的硅溶胶输入口；所述第二面板从上到下依次开设四个输入通孔，所述输入通孔一端设置在第二面板顶部、且另一端设置在第二面板内侧，所述第四面板从上到下依次开设与四个输入通孔配合的四个输出通孔；

步骤2，放置柔性导电网，所述柔性导电网两端均设置有拉线，四个柔性导电网分别设置在四个输入通孔内，设置在柔性导电网一端的拉线经过砂土成型腔、对应的输出通孔后延伸至输出通孔外；

步骤3，放置砂，将砂灌入成型模具的砂土成型腔内形成砂试样，此时柔性导电网位于输入通孔内且不阻挡灌砂；

步骤4，移动柔性导电网，拉动每个柔性导电网延伸至输出通孔外的拉线，使柔性导电网水平铺展至砂试样内部，且柔性导电网部分探出砂试样侧部；

步骤5，注射硅溶胶，将硅溶胶输入口与硅溶胶注射装置的输出端连通，通过硅溶胶注射装置从底部将硅溶胶加压渗流经过成型模具中的砂；

步骤6，拆除成型模具，砂中的硅溶胶固化为硅凝胶胶结砂颗粒后，拆除成型模具。

2.如权利要求1所述的一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法，其特征在于，执行所述步骤5后，对每一柔性导电网，来回拉动其两端的拉线直至两端拉线的拉力差稳定。

3.如权利要求2所述的一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法，其特征在于，所述拉力差稳定的判定方法为：循环来回拉动柔性导电网两端拉线并监测两端拉线拉力T₁和T₂；计算每个循环中拉力差的峰值；绘制拉力差的峰值变化曲线，当连续若干个峰值差均在预设范围内，则拉力差稳定。

4.如权利要求1所述的一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法，其特征在于，执行所述步骤5之后，封闭成型模具底部的硅溶胶输入口，成型模具配合砂土成型腔内的砂设有压实件，在成型模具底部设置弹簧，弹簧底部固定，在成型模具顶部设置加速度传感器，在加速度传感器上设置磁铁块，配合磁铁块设置电磁铁；确定通入电磁铁的电流的最佳频率，并对电磁铁通入此最佳频率的电流。

5.如权利要求4所述的一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法，其特征在于，所述压实件为盖板或透水石，所述盖板固定设置在成型模具顶部，砂填充满砂土成型腔；所述透水石设置在砂土成型腔内的砂顶部。

6.如权利要求4所述的一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法，其特征在于，所述最佳频率的确定方法为：对电磁铁通从小至大的不同频率电流，同时通过加速度传感器记录不同频率电流下的加速度曲线，将加速度最大时通入电磁铁的电流对应电流频率作为最佳频率。

7.如权利要求4所述的一种渗流固化砂土的自感知试样成型方法，其特征在于，所述最佳频率的确定方法为：

以为横坐标，在区间上，寻求第一曲线与第二曲线的交点，基于交点计算电流频率ω_i，i＝1；

在区间上，寻求第一曲线和第二曲线的交点，基于交点计算电流频率ω_i，i＝2，3，...；

所述第一曲线所述第二曲线其中，弹簧刚度为k，含有砂土的成型模具、加速度传感器和磁铁块的总长度和平均密度为分别为L和ρ，含有砂土的成型模具的截面积为S、杨氏模量为E、波速为a₀；

选择其中一个电流频率ω_i，i＝1，2，3，...作为最佳频率。