专利名称：一种砂土三轴试验制样仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及土木工程领域的土体试验装置，尤其涉及一种砂土三轴试验制样仪。
背景技术：
砂性土不具有粘着性和塑性，但透水性强。砂性土层是良好的含水层，作建筑地基时易压密，沉降量小，但在水头及动荷载作用下，粉砂可能发生管涌及液化等不良工程地质现象。砂性土的天然密实程度是控制其工程性质的主要因素。因此，为了了解砂性土的力学特性，在土木工程土工试验领域里，展开了大量的试验研究，并取得了大量的试验成果。现有的土工试验中研究砂性上力学特性的常用试验仪器有直剪仪、常规三轴仪、 动三等仪等。砂土三轴试验仪主要包括压力室底座、橡皮膜和由双瓣膜组成的压力室圆筒， 该砂土三轴试验仪主要用于单元体试验中砂土的应力应变特性的测定，使用时根据砂样的干密度及试样体积称取所需的砂样质量分三等份将每份砂样填入橡皮膜内填至该层要求的高度依次第二层第三层直至膜内填满为止，但是在实际试验过程中所采用的双瓣膜是钢质的，分层填筑时无法观察每一层的表面是否水平，每一层的高度控制只能通过试验者的个人经验来实现，无法精确控制每一层的高度。因此，采用传统的双瓣膜制成的砂土试样的层与层之间的密实度差别很大，从而无法满足单元体试验中试样均勻性的要求，而砂土的应力应变特性与试样的均勻性有很大关系，均勻性差的砂样的强度要远低于均勻性强的砂样，因此大大降低了试验结果的可信度。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可使砂土三轴试验制样过程可视化， 精确控制每层砂土高度，提高试样均勻性的砂土三轴试验制样仪。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种砂土三轴试验制样仪， 包括压力室底座、橡皮膜和压力室圆筒，所述的压力室圆筒的下端固定在所述的压力室底座上，所述的橡皮膜覆盖并紧贴所述的压力室圆筒的内表面，所述的压力室圆筒为由双瓣膜组成的带有刻度的钢化玻璃对开圆筒，所述的钢化玻璃对开圆筒的外周壁设置有紧箍。该制样仪还包括击样器，所述的击样器由一体连接的底座和导杆构成，所述的底座为圆柱体，所述的圆柱体的直径小于所述的钢化玻璃对开圆筒的直径。所述的钢化玻璃对开圆筒的双瓣膜上分别设置有所述的刻度且相互对称，所述的刻度的零点位于制样时所述的压力室底座的透水石的顶部。所述的刻度最小值为1mm。所述的紧箍为采用钢化玻璃制成的圆环，所述的圆环的直径略大于钢化玻璃对开圆筒的直径。与现有技术相比，本实用新型的优点在于本实用新型砂土三轴试验制样仪，采用钢化玻璃为双瓣对开圆膜，使整个制样过程直观、可视，操作简单方便并且抗冲击能力强，通过钢化玻璃双瓣膜上的刻度可精确控制每层砂土的设计填筑高度，大大提高了砂样的均勻性，而且，增强了单元体试验一砂土三轴试验结果的可靠性。进一步由于该砂土三轴试验制样仪，利用自行设计的击样器可使每层砂土迅速达到设计高度，大幅度提高了砂样的均勻性，从而保障了后续三轴压缩试验研究结果的可靠性。
图1为本实用新型的砂土三轴试验制样仪的结构示意图；图2为本实用新型的击样器的结构示意图；图3为本实用新型的单瓣膜的结构示意图；图4为图3的A-A，截面剖视图；图5为本实用新型的紧箍的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。本实用新型砂土三轴试验制样仪，如图1所示，包括压力室底座1、橡皮膜6和压力室圆筒2，压力室圆筒2的下端固定在压力室底座1上，橡皮膜6覆盖并紧贴压力室圆筒2 的内表面，压力室圆筒2为由双瓣膜组成的带有刻度的钢化玻璃对开圆筒2，该钢化玻璃对开圆筒2的外周壁设置有紧箍5。如图2所示，该制样仪还包括击样器4，击样器4由一体连接的底座9和导杆10构成，底座9为圆柱体，其材质可选取常用的钢材，圆柱体的直径小于钢化玻璃对开圆筒2的直径。如图3、图4所示，钢化玻璃对开圆筒2的双瓣膜上均带有刻度8且相互对称，刻度 8的零点位于制样时压力室底座1的透水石3的顶部，带有刻度8部分长80mm，分为10个区间，每一区间又分为8个小区间，最小刻度8为1mm。如图5所示，紧箍5为一采用钢化玻璃制成的圆环，该圆环的直径略大于钢化玻璃对开圆筒2的直径。制样过程如下在压力室底座1上依次放上透水石3、橡皮膜6和带有刻度8的钢化玻璃对开圆筒 2，套上钢化玻璃制成的紧箍5，根据砂样的干密度及试样体积称取所需的砂样质量分N等份(N=2，4，5，8，10，…，80)，将每份砂样填入橡皮膜6内，用击样器4对该份试样进行击实， 通过钢化玻璃对开圆筒2上的刻度8来控制击样的力度，直至该层达到钢化玻璃对开圆筒 2上对应的刻度8，依次制第二至第N层试样，直至达到预设高度为止；当制备饱和试样时在压力室底座1上依次放透水石3、橡皮膜6和钢化玻璃对开圆筒2在模内注入纯水至试样高度的将砂样分N等份，在水中煮沸待冷却后分N层按预定的干密度填入橡皮膜6内直至膜内填满为止，当要求的干密度较大时填砂过程中轻轻敲打钢化玻璃对开圆筒2使所称的砂样填满规定的体积整平砂面放上透水石7，试样帽扎紧橡皮膜6对试样内部施加负压力使试样能站立拆除钢化玻璃对开圆筒2。
权利要求1.一种砂土三轴试验制样仪，包括压力室底座、橡皮膜和压力室圆筒，所述的压力室圆筒的下端固定在所述的压力室底座上，所述的橡皮膜覆盖并紧贴所述的压力室圆筒的内表面，其特征在于所述的压力室圆筒为由双瓣膜组成的带有刻度的钢化玻璃对开圆筒，所述的钢化玻璃对开圆筒的外周壁设置有紧箍。
2.根据权利要求1所述的一种砂土三轴试验制样仪，其特征在于该制样仪还包括击样器，所述的击样器由一体连接的底座和导杆构成，所述的底座为圆柱体，所述的圆柱体的直径小于所述的钢化玻璃对开圆筒的直径。
3.根据权利要求1所述的一种砂土三轴试验制样仪，其特征在于所述的钢化玻璃对开圆筒的双瓣膜上分别设置有所述的刻度且相互对称，所述的刻度的零点位于制样时所述的压力室底座的透水石的顶部。
4.根据权利要求3所述的一种砂土三轴试验制样仪，其特征在于所述的刻度最小值为 Imm0
5.根据权利要求1所述的一种砂土三轴试验制样仪，其特征在于所述的紧箍为采用钢化玻璃制成的圆环，所述的圆环的直径略大于钢化玻璃对开圆筒的直径。
专利摘要本实用新型一种砂土三轴试验制样仪，包括压力室底座、橡皮膜和压力室圆筒，压力室圆筒的下端固定在压力室底座上，橡皮膜覆盖并紧贴压力室圆筒的内表面，特点是压力室圆筒为由双瓣膜组成的带有刻度的钢化玻璃对开圆筒，钢化玻璃对开圆筒的外周壁设置有紧箍，该制样仪还包括击样器，击样器由一体连接的底座和导杆构成，优点是使整个制样过程直观、可视，操作简单方便并且抗冲击能力强，通过钢化玻璃双瓣膜上的刻度可精确控制每层砂土的设计填筑高度，大大提高了砂样的均匀性，而且，增强了单元体试验—砂土三轴试验结果的可靠性。
文档编号G01N1/28GK202126369SQ201120223198
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者刘干斌, 叶俊能, 朱剑锋, 郑荣跃 申请人:宁波大学