静压式三轴饱和器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种静压式三轴饱和器，能够使岩/土样品自由膨胀至吸水饱和、变形稳定，且不易崩解。该饱和器包括底座、顶盖、透水石、圆模、拉杆，所述底座与顶盖分别沿各自轴线设有二阶通孔，绕各自凸缘对应设有连接孔；所述透水石设置于底座阶孔内，所述圆模下端置于底座阶孔内，且圆模下端与透水石上表面贴附，所述圆模上端置于顶盖阶孔内；所述拉杆对应穿过顶盖与底座的连接孔并旋紧螺母将底座、透水石、圆模、顶盖固位一体，顶盖上表面向上沿其轴线设有管体，还包括一个压头，所述压头主体横截面与管体内壁横截面相同，可以安插在管体内。
【专利说明】
静压式三轴饱和器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种岩土工程实验装置，尤其涉及一种静压式三轴饱和器。
【背景技术】
[0002]室内三轴试验是岩土工程建设和科学研究中常用的技术手段，是获取可靠岩土体物理力学参数，为岩土工程设计和施工提供正确决策的重要依据。规范要求对于在复杂地质条件下进行的岩土工程，在获取岩土体力学参数指标时，须依据室内三轴试验的结果。目前，常规室内三轴试验样品为圆柱形样品，在进行样品饱和时，通常采用的是包括了底座、固定板、顶座、夹板、拉杆、透水石、圆模和紧箍的饱和器。
[0003]这种饱和器可用于大多数三轴岩样/ 土样的饱和制备，但对于类似膨胀岩/ 土内部具有膨胀势且土体体积变化受水份浸入影响很大的土类则存在难以克服的缺点:(I)膨胀岩/ 土矿物成分以蒙脱石为主，岩土体体积受水分变化影响显著，强膨胀土的自由膨胀率可高达160%，内在膨胀力可高达1.8MPa，若采用通常的饱和器对三轴样品进行饱和，受到变形约束，膨胀力可导致饱和器的变形损坏；同时，岩/ 土三轴样品外围最先与水接触吸水膨胀，因受到变形约束，使原本渗透性低的膨胀岩/ 土样的渗透系数更低，从而导致整个试样浸水饱和很难均匀，且饱和需要很长时间。(2)采用通常饱和器制备的膨胀岩/ 土样，因受到变形约束，在饱和器中饱和前后的岩/ 土样的体积和密度是已知的，而一旦从饱和器中取出，放入三轴试验室内进行试验时，士样从受到圆形瓣模的约束转变为受弹性橡皮模约束，膨胀势得以释放，土样会在三轴剪切试验的过程中继续产生膨胀变形，不仅引起试样的初始状态发生变化，而且还会导致剪切试验的试样体变与样品自身的膨胀变形难以区分，造成试验结果无法分析。因此，必须开发一种能允许膨胀岩/土样充分吸水饱和的饱和器，且待其体积膨胀至稳定后取出，重新切削恢复原始三轴样品尺寸，再重新计算出岩/ 土样的初始密度，而后进行三轴剪切试验，可以克服上述传统饱和器的缺陷，满足膨胀岩/ 土三轴样品的饱和制备。
[0004]目前，在实际操作中，也有不采用饱和器而直接将加工成型的三轴岩/土样裸置于水中进行饱和的方法，该方法中岩/ 土样的膨胀虽不受约束，但因膨胀岩/ 土样具有多裂隙性和遇水崩解性，浸水饱和的过程中会出现样品崩解或脱落现象，导致样品损坏。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的问题是提供一种能使岩/ 土样品自由膨胀至吸水饱和、变形稳定，且不易崩解，操作方便的静压式三轴饱和器。
[0006]本实用新型静压式三轴饱和器，包括底座、顶盖、透水石、圆模、拉杆，所述底座与顶盖分别沿各自轴线设有二阶通孔，绕各自凸缘对应设有连接孔；所述透水石设置于底座阶孔内，所述圆模下端置于底座阶孔内，且圆模下端与透水石上表面贴附，所述圆模上端置于顶盖阶孔内；所述拉杆对应穿过顶盖与底座的连接孔并旋紧螺母将底座、透水石、圆模、顶盖固位一体；顶盖上表面向上沿其轴线设有管体，还包括一个压头，所述压头主体横截面与管体内壁横截面相同，可以安插在管体内。
[0007]本实用新型静压式三轴饱和器，还包括一个套箍，所述套箍于圆模外表面箍紧圆模。
[0008]本实用新型静压式三轴饱和器，其中所述底座与顶盖分别沿各自轴线设有二阶通孔为圆形。
[0009]本实用新型静压式三轴饱和器，其中所述底座与顶盖分别沿各自轴线设有二阶通孔为方形。
[0010]本实用新型静压式三轴饱和器，其中所述压头顶端设有凸缘。
[0011]本实用新型的有益效果是:一种静压式三轴饱和器，由于采用了可沿管体内壁滑动的压头，因此饱和器的容积会随着岩土体积的变化而自我调节，即使在岩/ 土样品浸水饱和过程中，也不会出现饱和器的损坏变形；另外由于岩/ 土样品的外围与饱和器一直贴附，所以也不会出现样品外围的剥离；同时由于饱和器的圆模形状固定，所以在浸水饱和时岩/ 土样品的横截面不会发生变化，只会长度上变长，因此只需从长度上截取而不需在圆周上切削即可得到原始的三轴样品尺寸，快速高效。该饱和器的二阶通孔既可以选择为圆形也可以选择为方形，不仅丰富了饱和器的种类，而且在饱和器的制作工艺上有了更灵活的选择；其压头顶端设有凸缘，消除了了压头掉进饱和器腔体内的隐患，而且便于使用者对其的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本实用新型静压式三轴饱和器作进一步说明。
[0013]图1为本实用新型静压式三轴饱和器的结构示意图。
[0014]图2为本实用新型静压式三轴饱和器的顶盖结构示意图。
[0015]图3为本实用新型静压式三轴饱和器的底座结构示意图。
[0016]图4为本实用新型静压式三轴饱和器的压头结构示意图。
[0017]图中，1.底座，11.下凸缘，12.圆形通孔，2.顶盖，21.上凸缘，22.圆形通孔，23.管体，3.透水石，4.圆模，5.拉杆，6.压头，61.主体，62.凸缘，7.套箍。
[0018]
【具体实施方式】
[0019]如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型静压式三轴饱和器，包括底座1、顶盖2、透水石3、圆模4、拉杆5 ;底座I沿其轴线设有二阶方形或圆形通孔12，绕下凸缘11设有三个连接孔；顶盖2沿其轴线设有二阶方形或圆形通孔22，绕上凸缘21设有三个连接孔；透水石3设置于底座I阶孔内，圆模4下端置于底座I阶孔内，且圆模4下端与透水石3上表面贴附，圆模4上端置于顶盖2阶孔内；拉杆5对应穿过顶盖2与底座I的连接孔并通过旋紧螺母将底座1、透水石3、圆模4、顶盖2固为一体。顶盖2上表面向上沿其轴线设有管体23,还包括一个压头6,压头6包括主体61与凸缘62,主体61横截面与管体23内壁横截面相同，主体61可以安插在管体23内。还包括一个套箍7,套箍7于圆模4外表面箍紧圆模4。
[0020]使用本实用新型静压式三轴饱和器的过程如下:首先向饱和器腔体内放入适量岩/ 土，然后将压头6插进管体23，直至触压到岩/ 土样品，然后将饱和器浸入水中预设时间直至岩/ 土样本完全饱和，然后将饱和器从水中取出静置一段时间，拆卸饱和器取出已饱和的岩/ 土样本。
[0021]其中，在饱和器浸入水中后，压头6会随着岩/ 土体积的变化而在管体23内上下移动。
[0022]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种静压式三轴饱和器，包括底座(I)、顶盖(2)、透水石(3)、圆模(4)、拉杆(5)，所述底座(I)与顶盖(2)分别沿各自轴线设有二阶通孔，绕各自凸缘对应设有连接孔；所述透水石(3)设置于底座阶孔内，所述圆模(4)下端置于底座阶孔内，且圆模(4)下端与透水石(3)上表面贴附，所述圆模(4)上端置于顶盖(2)阶孔内；所述拉杆(5)对应穿过顶盖(2)与底座(I)的连接孔并旋紧螺母将底座(I)、透水石(3)、圆模(4)、顶盖(2)固位一体，其特征在于:顶盖(2)上表面向上沿其轴线设有管体(23)，还包括一个压头(6)，所述压头主体(61)横截面与管体(23)内壁横截面相同。
2.据权利要求1所述的静压式三轴饱和器，其特征在于:还包括一个套箍(7)，所述套箍(7)于圆模(4)外表面箍紧圆模(4)。
3.据权利要求1所述的静压式三轴饱和器，其特征在于:所述底座(I)与顶盖(2)分别沿各自轴线设有二阶通孔为圆形。
4.据权利要求1所述的静压式三轴饱和器，其特征在于:所述底座(I)与顶盖(2)分别沿各自轴线设有二阶通孔为方形。
5.据权利要求1、2、3或4所述的静压式三轴饱和器，其特征在于:所述压头(6)顶端设有凸缘(62)。
【文档编号】G01N1/28GK204085980SQ201420551775
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】王亚东, 崔灿, 陈庆贺, 徐德志, 王海洋 申请人:中国矿业大学