一种用于平面应变仪的制样饱和固结器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利属于建设工程技术领域，用于解决平面应变试验中的粘土试样的制备饱和及固结问题，涉及一种用于平面应变仪的制样饱和固结器。
【背景技术】
[0002]在土工试验中，土样的饱和度及固结状态对土体的强度和变形影响很大，因此，室内土工试验粘土试样饱和和固结方法的好坏，是试验成败的关键。土工试验粘土试样的饱和方法应该根据土样的不同物理特性(如透水性能、结构性能等)和不同要求进行合理的选择。
[0003]室内土工试验用来测试室内土工试验粘土试样的饱和度及固结状态，室内土工试验常规实验包括直剪试验、单剪试验、环剪试验、侧限压缩试验、三轴试验、共振柱试验、接触面试验等。平面应变试验属于非常规试验，试验前需要制样、粘土试样饱和及粘土试样固结，试验常用的饱和方法有真空抽气饱和法、毛细饱和法、水头饱和法、二氧化碳法以及反压力饱和法等。由于平面应变试验在观测土工试验粘土试样的剪切带破坏现象及反应中主应力方面的独特功能，受到越来越多的重视，该试验方法大多针对砂土进行试验分析研究，对粘土试验分析的应用较少。粘土在制样、饱和及固结过程等方面与砂土有很大不同，经常使用真空抽气饱和法，粘土的力学特性与固结状态有关，由于其渗透性较低，其固结所需时间较长，而固结在试验仪器上会给实验带来很多麻烦和难以预期的结果，所以实现预先固结对粘土样的试验具有重要的意义。
[0004]目前，常规三轴试验中粘土制样及粘土试样饱和使用的制样饱和器是由不锈钢制作的三瓣磨具组成的，这种饱和器是专门针对三轴的柱状粘土试样制作，不能应用于平面应变试验的立方体粘土试样，且三轴试验饱和器不能用于粘土试样的预先固结，导致粘土的三轴试验所需时间过长，在一定程度上对试验造成不良影响。本实用新型专利就是针对目前的粘土平面应变试验中饱和及固结的需求而研制的。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种用于平面应变仪的制样饱和固结器，目的是用于粘土的平面应变试验，开发用于粘土试样制样、饱和与固结的立方体饱和固结器，克服在平面应变试验中没有适用于粘土试验的制样、饱和及固结器的不足。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]—种用于平面应变仪的制样饱和固结器，包括两块方形侧挡板、两块中空挡板、两块方形盖及附属设备。
[0008]所述方形盖分为前后两块，方形盖是一个具有凹槽的长方体，凹槽深度为30?35mm ;方形盖长边一侧有两个对称分布的螺栓孔，两个螺栓孔中间有一个小型螺栓孔，方形盖长边一侧的螺栓孔与方形侧挡板的螺栓孔相对应，方形盖长边一侧的小型螺栓孔与方形侧挡板的小型螺栓孔相对应，相对应的螺栓孔通过螺杆固定连接；方形盖短边一侧有两个对称分布的螺栓孔，两个螺栓孔中间有一个预留孔洞，方形盖短边一侧的螺栓孔与中空挡板的螺栓孔相对应，方形盖短边一侧的预留孔洞与中空挡板的预留孔洞相对应，通过螺杆将相对应的螺栓孔固定连接。
[0009]所述方形侧挡板为铝合金材料，分为左右两块，每块方形侧挡板的四个边角上各有一个螺栓孔，螺栓孔对称分布；每块方形侧挡板短边一侧两个螺栓孔中间有一个小型螺栓孔。
[0010]所述中空挡板为方形，分为上下两块，每块中空挡板的四个边角上各有一个螺栓孔，螺栓孔对称分布；每块中空挡板短边一侧两个螺栓孔中间有一个贯通的预留孔洞，中空挡板中空部分的四周有凹槽，凹槽深度为5mm，用于固定透水石。
[0011]所述附属设备包括两块透水石、存模筒及压力盖，其中所述透水石分为上下两块，在粘土试样固结过程中起到透水的作用，其材料为人造的带有细小孔径的多孔材料，透水石置于粘土试样的上下两端，即上下中空挡板的中空部位；所述存模筒分为两块方形对开模，由塑料制成，用于放置从饱和固结器中取出的饱和固结好的粘土试样。使用时，将橡皮膜套在存模筒上，然后抽气，使橡皮膜贴紧方形对开模的内壁，然后将饱和固结好的粘土试样放入其中，再将其放置到平面应变仪的底座上，进行下一步的试验；所述压力盖为不锈钢材质，用于粘土试样固结加载。
[0012]本实用新型的可以与击实器配合使用，制备粘土试样；可以与真空饱和器配合使用，对粘土试样进行快速饱和；可以与常规固结仪配合使用，对粘土试样进行预先固结，保证平面应变试验的准确性。本实用新型仪器操作简单，与平面应变仪主机分离操作，可以节省主机开机运行时间，减少长时间开机给实验带来很多麻烦和难以预期的结果，大大提高平面应变试验效率。
[0013]目前，在平面应变试验中没有适用于粘土试验的制样、饱和及固结器，本实用新型的有益效果是在平面应变试验中提供一种适用于粘土试验的制样饱和固结器，采用螺栓与螺杆相连接的方式，安装简单方便，实用性强，同时可以有效地缩短试验时间，减小由于粘土试样饱和固结对试验可靠性造成的不良影响。
【附图说明】
[0014]图1是制样饱和固结器的整体效果图。
[0015]图2是制样饱和固结器的主视图。
[0016]图3是制样饱和固结器的俯视图。
[0017]图4是制样饱和固结器沿俯视图A-A方向的剖面图。
[0018]图5是制样饱和固结器的左视图。
[0019]图6是制样饱和固结器沿左视图B-B方向的剖面图。
[0020]图中:1中空挡板；2方形侧挡板；3螺栓孔；4小型螺栓孔；5预留孔洞；6螺栓孔；7方形盖。
【具体实施方式】
[0021]以下结合技术方案(和附图)详细叙述本实用新型的【具体实施方式】。
[0022]本实用新型的安装简单方便，各部件采用螺栓与螺杆相连接的方式组装在一起。首先将方形侧挡板2放置于方形盖7长边一侧，方形盖7长边一侧的螺栓孔与方形侧挡板2对应的螺栓孔3、4通过螺杆与螺丝固定连接。然后，将中空挡板I放置于方形盖7短边一侦牝方形盖7短边一侧的螺栓孔与中空挡板I对应的螺栓孔6通过螺杆与螺丝固定连接。
[0023]制样前:将方形侧挡板2与方形盖7组装起来，将方形透水石放置在中空挡板I的中空部分，再将中空挡板I安装于方形侧挡板2与方形盖7的下方。
[0024]制样时:将粘土颗粒粘土试样分层装入制样饱和固结器内，每层用击实器进行击实，再将透水石放在粘土颗粒粘土试样的上表面，透水石略大于粘土颗粒粘土试样击实后的上下方形表面，再将另一块中空挡板I放置于透水石上，中空挡板I中心四周凹槽用于固定透水石，方形盖7短边一侧的螺栓孔与中空挡板I的螺栓孔6通过螺杆与螺丝固定连接。
[0025]饱和时:将装有粘土试样的制样饱和固结器整体放入抽真空容器内，密封好后抽真空约I小时；然后吸入无气水，继续密封抽真空约I小时；静置I天。通过这个过程，使得粘土试样尽量达到饱和。
[0026]固结时:将装有饱和粘土试样的制样饱和固结器放入水槽中(上下透水石为上下面)，水槽充水以淹没仪器粘土试样为准，在上部透水石上加上压力盖，水槽放在固结仪的压力框架下，利用固结仪的杠杆一端在压力盖上方加上砝码形成固结压力，固结压力的大小根据试验的具体要求按相关规范进行取值。最大固结压力可根据平面应变试验的需要和超固结比的大小确定，根据最大固结压力的大小，将压力分为4-5级施加，每级加载24小时。固结的过程可以进一步饱和。
[0027]试验时:将水槽中的制样饱和固结器取出，拆卸下螺丝和螺杆，卸下各部件，取出饱和固结好的粘土试样，将其套上同等尺寸的带有橡皮膜的存模筒，然后安放到平面应变仪的底座上，进行试验。
【主权项】
1.一种用于平面应变仪的制样饱和固结器，其特征在于:包括两块方形侧挡板(2)、两块中空挡板(I)、两块方形盖(7)及附属设备； 所述方形盖(7)分为前后两块，方形盖(7)是一个具有凹槽的长方体，凹槽深度为30?35mm;方形盖(7)长边一侧有两个对称分布的螺栓孔，两个螺栓孔中间有一个小型螺栓孔，方形盖(7)长边一侧的螺栓孔及小型螺栓孔与方形侧挡板(2)的螺栓孔(3)及小型螺栓孔(4)相对应，相对应的螺栓孔通过螺杆固定连接；方形盖(7)短边一侧有两个对称分布的螺栓孔，两个螺栓孔中间有一个预留孔洞，方形盖(7)短边一侧的螺栓孔及预留孔洞与中空挡板(I)的螺栓孔(6)及预留孔洞(5)相对应，相对应的螺栓孔通过螺杆固定连接； 所述方形侧挡板(2)为铝合金材料，分为左右两块，每块方形侧挡板(2)的四个边角上各有一个螺栓孔(3)，螺栓孔(3)对称分布；每块方形侧挡板(2)短边一侧两个螺栓孔(3)中间有一个小型螺栓孔⑷； 所述中空挡板(I)为方形，分为上下两块，每块中空挡板(I)的四个边角上各有一个螺栓孔￠)，螺栓孔(6)对称分布；每块中空挡板(I)短边一侧两个螺栓孔￠)中间有一个贯通的预留孔洞(5)，中空挡板(I)中空部分的四周有凹槽，凹槽深度为5mm，用于固定透水石； 所述附属设备包括两块透水石、存模筒及压力盖，其中所述透水石为人造的带有细小孔径的多孔材料，分为上下两块，透水石置于粘土试样的上下两端，即上下中空挡板的中空部位；所述存模筒分为两块方形对开模，由塑料制成，用于放置从饱和固结器中取出的饱和固结好的粘土试样；所述压力盖为不锈钢材质，用于粘土试样固结加载。2.如权利要求1所述的一种用于平面应变仪的制样饱和固结器，其特征在于:该制样饱和固结器可与击实器配合使用，扰动粘土试样；可与真空饱和器配合使用，对粘土试样进行快速饱和；可与固结仪配合使用，对粘土试样进行预压固结。
【专利摘要】本实用新型属于建设工程技术领域，针对平面应变仪没有与粘土试验对应的制样、饱和及固结器，开发用于粘土试样制样、饱和与固结的立方体饱和固结器，仪器安装、操作简单，与平面应变仪主机分离操作，可以节省主机开机运行时间，减少长时间开机给实验带来很多麻烦和难以预期的结果，提高平面应变试验效率。本实用新型配合击实器制备扰动粘土试样；配合真空饱和器装置使用对粘土试样进行快速饱和；利用固结仪队粘土试样进行预压固结，为平面应变试验结果的可靠性作保证。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN204831880
【申请号】CN201520647923
【发明人】唐洪祥
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月25日