无黏性细粒土三轴制样器的制作方法

本发明涉及一种土工试验的制样器，尤其是一种无黏性细粒土三轴制样器。

背景技术：

无黏性细粒土一般包括砂土和粉土，在道路、建筑等工程中，砂土具有易压实且后期沉降小的特点。砂土在密实状态下，能够提供较大承载力，经常用作良好的地基材料；砂土在松散状态下，稳定性较差，是一种软弱地基。粉土是野外勘察中经常遇到的一种土，粉土难以压实且加固难度大。无黏性细粒土在工程中存在液化、管涌等隐患，因此，在工程设计之前，通过试验方法获得无黏性细粒土的力学特性指标是十分必要的。

当前无黏性细粒土应力应变特性主要通过常规三轴试验获得，试验要求将无黏性细粒土制成直径3.91cm、高8.0cm小三轴试样或者直径6.18cm、高12.5cm的中三轴试样。但是，无黏性细粒土不具有粘聚力，现有的制样方法在制作试样过程中易对试样造成损坏或无法成型，而且制成后的试样易垮塌，尤其是试样在搬动转移过程中极易被破坏。通常，制作10组只成功1组，严重影响试验效率。

另一种方案是选择在三轴仪上直接进行试样制取，但是制样击实过程中易对三轴仪造成损伤，三轴仪属于精贵仪器，所以该方法并不可取。

技术实现要素：

本发明提供一种无黏性细粒土三轴制样器，解决无黏性细粒土通过现有的三轴试验制样器制样，难以制取、无法保证试样质量的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：无黏性细粒土三轴制样器，包括底座、试样座、制模筒和压板，所述底座上可拆卸连接所述试样座，所述制模筒套于试样座内并通过压紧螺栓固定于所述底座上，制模筒由2～4片圆弧片组成；底座内设抽气孔，抽气孔的一端连接至制模筒和试样座之间的间隙，抽气孔的另一端设置第一接头；所述压板呈圆柱状，压板的直径与制模筒的内径相适配，压板上底面的中心处设置锥形孔，压板内设抽气孔，抽气孔的一端连接至压板的下底面，抽气孔的另一端设置第二接头。

进一步的是：无黏性细粒土三轴制样器还包括击实锤，所述击实锤由导杆和套于导杆上的锤体构成。

进一步的是：所述每块圆弧片上均设置一颗压紧螺栓。

进一步的是：所述底座和试样座之间通过螺纹连接或卡槽连接。

进一步的是：所述制模筒外侧还套设模具套箍。

进一步的是：所述压板外侧设置至少一圈凹槽。

进一步的是：所述试样座外侧设置至少一圈凹槽。乳胶膜套于试样座上，试样座外侧的凹槽有助于提高乳胶膜与试样座之间的密封性。

进一步的是：所述底座上与制模筒接触处设置一圈凹槽，凹槽内设置密封圈。

本发明的有益效果是：无黏性细粒土三轴制样器，将乳胶膜套于试样座上，用真空泵对第一接头进行抽气处理，使使乳胶膜紧贴制模筒内表面，便于下一步制样操作。通过第二接头对试样抽气，使制得的试样暂时为负压状态，避免试样垮塌、倾斜、散落，同时保证试样的均匀性。通过无黏性细粒土三轴制样器，制样过程操作简单方便，制得无黏性细粒土三轴试样成功率接近100％。

附图说明

图1是本发明无黏性细粒土三轴制样器的结构示意图。

图2是本发明的模具套箍的结构示意图。

图中零部件、部位及编号：底座1、试样座2、制模筒3、压板4、压紧螺栓5、第一接头6、锥形孔7、第二接头8、模具套箍9、密封圈10；乳胶膜11、扎带12。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明无黏性细粒土三轴制样器，包括底座1、试样座2、制模筒3和压板4，所述底座1上可拆卸连接所述试样座2，例如底座1和试样座2之间通过螺纹连接，或者底座1上设置卡槽，试样座2卡于该卡槽内。制模筒3套于试样座2内并通过压紧螺栓5固定于所述底座1上，为了便于拆卸制模筒3，也避免在拆卸制模筒3时损伤试样，制模筒3由2～4片圆弧片组成，例如3片。同时，各块圆弧片均通过压紧螺栓5固定于底座1上。或者，制模筒3由于两块圆弧片组成，每块圆弧片上均设置一颗压紧螺栓5。

由于制模筒3是由圆弧片拼装而成，为了提高制模筒3的稳定性，制模筒3外侧还套设模具套箍9，模具套箍9如图2所示。

底座1内设置抽气孔，抽气孔的一端连接至制模筒3和试样座2之间的间隙，抽气孔的另一端设置第一接头6。第一接头6用于抽气，使乳胶膜11紧贴制模筒3内表面，为了便于排气，制模筒3内表面在圆周方向和长度方向还可以设置排气槽。

所述压板4呈圆柱状，压板4的直径与制模筒3的内径相适配，压板4上底面的中心处设置锥形孔7，锥形孔7用于保证进行三轴试验加压位置的准确。压板4内设抽气孔，抽气孔的一端连接至压板4的下底面，抽气孔的另一端设置第二接头8。通过第二接头8对试样抽气，使制得的试样为暂时负压状态。

无黏性细粒土三轴制样器还包括击实锤，击实锤由导杆和套于导杆上的锤体构成。

通过无黏性细粒土三轴制样器进行制样，首先，将试样座2安装于底座1上，试样座2上放上透水石，将乳胶膜11套于试样座2上，并套设橡皮筋或扎带12。为了提高乳胶膜11和试样座2之间的密闭性，试样座2外侧设置至少一圈凹槽，橡皮筋或扎带12卡于试样座2的凹槽内。其次，组合制模筒3并通过压紧螺钉5安装在底座1上，制模筒3外侧通过模具套箍9夹紧圆弧片。底座1上与制模筒3接触处设置一圈凹槽，凹槽内设置密封圈10。再次，用真空泵对第一接头6进行抽气处理，使使乳胶膜11紧贴制模筒3内表面，便于下一步制样操作。根据试样干密度将无黏性细粒土分层倒入并分层击实，再在试样上表面安装透水石和压板4，压板4通过扎带12套于乳胶膜11内，压板4周缘可设置至少一圈凹槽，扎带12可卡压板4的凹槽内。再次，通过第二接头8对试样抽气，使制得的试样为暂时负压状态，避免试样垮塌、倾斜、散落。最后，试样制备好后，关闭真空泵，并拆除制模筒3，此时试样为暂时真空状态，连同乳胶膜11与试样座2一同取下，直接放入三轴仪试样装置。无黏性细粒土三轴制样器，结构简单，制样过程操作方便，制得无黏性细粒土三轴试样成功率接近100％。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种无黏性细粒土三轴制样器，涉及一种土工试验的制样器，解决无黏性细粒土通过现有的三轴试验制样器制样，难以制取、无法保证试样质量的问题，采用的技术方案是：无黏性细粒土三轴制样器，包括底座、试样座、制模筒和压板，试样座可拆卸地连接于底座，制模筒套于试样座内并通过压紧螺栓固定于底座，制模筒由2～4片圆弧片组成；底座内设抽气孔且连接第一接头；压板呈圆柱状，压板的直径与制模筒的内径相适配，压板上底面的中心处设置锥形孔，压板内设抽气孔且连接第二接头。将乳胶膜套于试样座上，对第一接头抽气，使乳胶膜紧贴制模筒内表面，便于制样操作。通过第二接头，使制得的试样为负压状态，避免垮塌、倾斜、散落。

技术研发人员：李建国;王晓龙;李建
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2017.08.11
技术公布日：2017.10.27