实验室加筋土的制样模具的制作方法

本实用新型属于岩土体测试技术领域，涉及一种实验室加筋土的制样模具。

背景技术：

凡在土中敷设拉筋而使整个土工结构的力学性质能得到改善的土工加固方法均属土工加筋技术，常见的土工加筋类型有加筋土、纤维土、复合土、改性土等。加筋土在工程中的应用自古就有，例如古代人们在土坯房中添加秸秆等，但在当时没有进行理论研究。近代加筋土的研究开端是在1963年,法国工程师Henri Vidal通过模型实验提出了现代加筋土的加筋方法和设计理论。我国现代加筋土的研究开始于二十世纪七十年代。目前关于加筋土试验研究多数是将筋材单独做力学实验或者是将筋材制成一定长度后按照一定的质量比进行混合搅拌，然后按照重塑土制样方式进行制样，进而进行基本的力学性质试验。但这种制样方式无法保证加筋材料与土体拌合的均匀性，无法确定加筋的方向和加筋间距对土体强度的影响，由于筋材在土中的分布形式未知，无法定量分析筋材在土中加固效果的影响因素。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种实验室加筋土的制样模具，解决了现有技术中存在的粘性土加筋试验中无法对加筋方向及加筋间距进行定量分析的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，实验室加筋土的制样模具，包括底板，沿底板上表面的四周通过螺杆和螺母固定有若干层条状板，同一层的条状板首尾相接触，若干层条状板在底板上部围成容纳空间，容纳空间入口的上部设置有顶板。

顶板包括盖板，盖板下部设置有凸台，凸台能够嵌入容纳空间的入口。

条状板上设置有刻度。

每隔若干层条状板设置有垫片。

条状板厚2mm，每隔2-3层条状板设置有垫片。

底板呈矩形，底板上部每层的条状板为4块，垫片呈L形，底板的四角处设置有螺孔，条状板靠近两端的位置均设置有螺孔，每块垫片通过螺杆将同一层相邻两块条状板连接在一起。

本实用新型的有益效果是，实验室加筋土的制样模具，条状板通过螺杆与螺孔首尾相接地设置在底板上表面的四周，拆装快捷，模具制作方便，结构简单；在不同层条状板之间加筋，方便控制加筋纵间距，条状板上设置有刻度，方便控制加筋横向间距，从而使筋材在土中呈直线排列；在保证了筋材分布的均匀性的同时，能够从不同角度进行削样，实现对模型中筋材角度的控制；通过模型的不同层数组装，用三轴削样器或环刀削样得到三轴试样或环刀试样，满足了常规试验的要求；顶盖下部凸台的设置，方便在制模过程中对粘性土进行压密，一定范围内能够实现对试样干密度的控制。

附图说明

图1是实验室加筋土的制样模具的俯视图；

图2是实验室加筋土的制样模具的侧视图；

图3是条状板的俯视图；

图4是条状板的侧视图；

图5是顶板的俯视图；

图6是顶板的侧视图；

图7是底板的俯视图；

图8是底板的侧视图；

图9是垫片的俯视图；

图10是实验室加筋土的制样模具的组装过程图。

图中，1.条状板，2.底板，3.顶板，4.垫片，5.螺母，6.螺杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1、图2所示，实验室加筋土的制样模具，包括底板2，沿底板2上表面的四周通过螺杆6和螺母5固定有若干层条状板1，如图3、图4所示，同一层的条状板1首尾相接触，若干层条状板1在底板2上部围成容纳空间，容纳空间入口的上部设置有顶板3。

如图5、图6所示，顶板3包括盖板，盖板下部设置有凸台，凸台能够嵌入容纳空间的入口。

条状板1上设置有刻度。

每隔若干层条状板1设置有垫片4。

条状板1厚2mm，每隔2-3层条状板1设置有垫片4。保证了整个模具的整体性，避免了压实过程中条状板1出现位移的情况。

如图7、图8所示，底板2呈矩形，底板2上部每层的条状板1为4块，如图9所示，垫片4呈L形，底板2的四角处设置有螺孔，条状板1靠近两端的位置均设置有螺孔，每块垫片4通过螺杆6将同一层相邻两块条状板1连接在一起。

如图10所示，制样时，本实施例中使用的底板2为边长35cm的正方形，条状板1的长度为32.5cm，条状板1的宽度为2.5cm，条状板1的材质为有机玻璃。根据实验需要确定制样高度，环刀样制样高度4cm，三轴样制样高度12cm，确定条状板1的层数，每层条状板1厚2mm，三轴样制样共需20层条状板1，三轴样制样共需60层条状板1。根据实验需要确定纵向加筋间距，根据纵向加筋间距确定筋材与筋材之间的条状板1的层数n，得到纵向加筋间距为0.2n厘米。将已经制备好的一定含水率的粘土取出，按照要求的干密度称取土粒质量放入条状板1围成的容纳空间，制样要求干密度不能过小。按照要求的水平加筋间距铺设筋材，若使用的条状板1未设置刻度，铺设筋材时用皮尺进行横向间距的测量，若使用的条状板1设置有刻度，则直接按条状板1上的刻度进行铺设；在铺设面下部利用双面胶初步固定每根筋材，当一层筋材铺设完成后继续组装条状板1，利用螺母5和螺杆6向条状板1施加力对筋材进行固定，按相同的方式继续放入粘土，铺设筋材，直到达到确定好的制样高度。在制样过程中，每隔1.6cm，盖上顶板3用千斤顶进行一次压密，压密完成后进行刮毛处理，使得不同时刻添加的粘土更好形成一个整体，避免分层使粘土出现软弱面。制样完成后，拆除磨具得到一个30cm×30cm×(0.2×n)cm的立方土样。利用三轴削样器或者环刀进行削样，制作高度为8cm的三轴试样时，利用三轴削样器上下咬合器固定，通过一个面的切削，以及咬合器的旋转最终制成三轴的圆柱体试样，一次能够分别制成筋材与试样圆截面轴线夹角呈30°、45°、60°、90°的试样共12个。将切削好的试样放入保湿缸等待试验，清洗并保存模具。

通过上述方式，实验室加筋土的制样模具，条状板通过螺杆与螺孔首尾相接地设置在底板上表面的四周，拆装快捷，模具制作方便，结构简单；在不同层条状板之间加筋，方便控制加筋纵间距，条状板上设置有刻度，方便控制加筋横向间距，从而使筋材在土中呈直线排列；在保证了筋材分布的均匀性的同时，能够从不同角度进行削样，实现对模型中筋材角度的控制；通过模型的不同层数组装，用三轴削样器或环刀削样得到三轴试样或环刀试样，满足了常规试验的要求；顶盖下部凸台的设置，方便在制模过程中对粘性土进行压密，一定范围内能够实现对试样干密度的控制。