技术领域本发明涉及土工室内试验技术领域，尤其涉及一种加筋三轴土样制备装置及制备方法。
背景技术：
加筋土概念是20世纪60年代初提出来的，通过三轴试验研究土中掺入纤维的材料，发现土体强度提高，从此将这种复合材料取名为加筋土，研究加筋土加筋机理最广泛的研究手段为三轴压缩试验，如何制备加筋三轴土样是准确进行加筋土三轴试验研究的重要一步，对研究加筋土应力-应变关系、变形破坏特性和强度加筋效果具有重要的意义。加筋土的研究一般是在常规三轴试验条件下进行探讨分析的,目前提出的加筋土理论也基于常规三轴试验，加筋三轴土样的制备是试验研究重要的一环，但是，现有的加筋三轴土样制备装置缺乏，方法不完备，效率低下，已经制约了加筋土加筋机理的研究，使得理论研究明显落后于工程实践。因此，为了解决现有加筋三轴土样制备装置及方法落后的问题，提供一种加筋三轴土样制备装置及试验方法,势在必行。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种加筋三轴土样制备装置及制备方法，用来快速高效的制备不同位置及不同数量的加筋三轴土样，满足了试验的多样化要求，提高了科研水平，具有结构设计合理、快速高效、操作简便且节能环保等优点。本发明的目的通过下述技术方案实现：一种加筋三轴土样制备装置，包括底座、塑料薄膜和至少两个圆弧板，所有的圆弧板底部均安装于底座上，所有圆弧板共同围成圆柱体形状的土样筒，相邻两个圆弧板的相邻侧部边缘未接触且构成细缝，所述土样筒内设有塑料薄膜，所述塑料薄膜的端部固定于细缝中；所有圆弧板朝向土样筒筒内的内表壁上均覆盖有保鲜膜。为了更好地实现本发明，所述圆弧板的数量为六个，六个圆弧板的底部均安装于底座上，六个圆弧板共同围成圆柱体形状的土样筒，相邻两个圆弧板的相邻侧部边缘未接触且构成细缝，六个圆弧板构成六个细缝，所述土样筒内设有三个塑料薄膜，每个塑料薄膜的两端端部分别对应固定于土样筒内的两个细缝中；六个圆弧板朝向土样筒筒内的内表壁上均覆盖有保鲜膜。为了便于圆形卡槽更便捷的实现与底座可拆卸连接，所述底座上开有圆形卡槽，所有的圆弧板底部均卡接于圆形卡槽中。为了使得土样筒中上部具有与土样筒下部同样的筒内腔直径大小，所有圆弧板所构成的土样筒外部紧密套装有若干个环形套。本加筋三轴土样制备装置还包括压实装置，所述压实装置包括细杆和固定连接于细杆底部的压实板，所述压实板底部安装有方形薄膜，所述细杆的长度值大于土样筒的高度值。作为优选，所述环形套数量为一个，该环形套设置于土样筒外部的中部位置。作为优选，所述底座的圆形卡槽的直径与所有圆弧板所构成的土样筒的圆柱底面圆直径相同，所述圆形卡槽凹陷于底座中的深度为0.5cm。作为优选，相邻两个圆弧板的相邻侧部边缘所构成的细缝宽度为0.1cm。一种加筋三轴土样制备方法，包括加筋三轴土样制备装置，其方法如下：A、安装好加筋三轴土样制备装置，在所有圆弧板的保鲜膜侧面上涂抹润滑油；B、将土料分别倒入由所有圆弧板所构成的土样筒中，利用压实装置分层压实土料，直至内部带有塑料薄膜的加筋圆柱形土样成型，再缓慢逐个拆卸掉圆弧板，取出加筋圆柱形土样，修剪掉多余的材料，从而完成加筋三轴土样的制备。本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本发明不仅可以在加筋三轴土样中添加塑料薄膜，还可以添加土工布等材料，实现多种材料加筋三轴土样制备的目的，满足了试验的多样化要求；本发明通过保鲜膜、方形薄膜及润滑油的使用，防止取样时对圆柱形土样的扰动破坏，提高了土样制备的精度，减少了人为试验误差。(2)本加筋三轴土样制备装置结构简单，便于携带，加工成本低，易于在生产和教学中推广应用；制样装置及方法快速高效，提高了试验的效率；该制样装置及方法对于加筋土三轴试验具有重要的实践意义和科研意义。附图说明图1为加筋三轴土样制备装置的正视图；图2为加筋三轴土样制备装置的俯视图；图3为图2的局部放大示意图。其中，附图中的附图标记所对应的名称为：1－圆弧板,2－塑料薄膜,3－细杆,4－环形套,5－压实板,6－方形薄膜,7－底座,8－圆形卡槽,9－保鲜膜,10－细缝。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：实施例如图1～图3所示，一种加筋三轴土样制备装置，包括底座7、塑料薄膜2和至少两个圆弧板1，所有的圆弧板1底部均安装于底座7上，所有圆弧板1共同围成圆柱体形状的土样筒，相邻两个圆弧板1的相邻侧部边缘未接触且构成细缝10，土样筒内设有塑料薄膜2(本发明的塑料薄膜2可以替换为土工布或者其它加筋材料，加筋三轴土样制备装置不仅可以在土样中添加塑料薄膜还可以添加土工布等材料，实现多种材料加筋三轴土样制备的目的，并且结构简单，便于携带，加工成本低，易于在生产和教学中推广应用。)，塑料薄膜2的端部固定于细缝10中；本发明的塑料薄膜2通过胶水固定于细缝10上，且固定时保证塑料薄膜2有一定的张力。所有圆弧板1朝向土样筒筒内的内表壁上均覆盖有保鲜膜9，所有保鲜膜9大小均与各个圆弧板1相同，各个保鲜膜9附着于对应圆弧板1的内壁，制样时，保鲜膜9外侧涂抹润滑油，防止取样时破坏圆柱形土样。如图1、图2所示，本实施例优选圆弧板1的数量为六个，六个圆弧板1的底部均安装于底座7上，本实施例的底座7上开有圆形卡槽8，六个圆弧板1底部均卡接于圆形卡槽8中；底座7上表面设置有圆形卡槽8，圆形卡槽8用于固定所有的圆弧板1。六个圆弧板1共同围成圆柱体形状的土样筒，相邻两个圆弧板1的相邻侧部边缘未接触且构成细缝10，如图2所示，六个圆弧板1构成六个细缝10，土样筒内设有三个塑料薄膜2，每个塑料薄膜2的两端端部分别对应固定于土样筒内的两个细缝10中。本实施例底座7的圆形卡槽8的直径与所有圆弧板1所构成的土样筒的圆柱底面圆直径相同，即圆形卡槽8的直径与6个圆弧板1围成的圆柱底面圆相同，圆形卡槽8凹陷于底座7中的深度为0.5cm，能够更好的固定住所有圆弧板1。本实施例相邻两个圆弧板1的相邻侧部边缘所构成的细缝10宽度为0.1cm，细缝10用于固定塑料薄膜2或土工布等材料，通过六个细缝10的配置，可以实现不同位置及不同数量加筋的三轴土样制备。如图2所示，本实施例优选的圆弧板1与细缝10之间的对应关系如下：每个圆弧板1为一个整圆的六分之一，即圆弧板1为六分之一圆弧；本实施例将六个细缝10依次编号为A、B、C、D、E、F，其中一个塑料薄膜2的长度与土样筒横截面圆形的直径相等，该塑料薄膜2一端端固定于编号为C的细缝10中，该塑料薄膜2另一端端固定于编号为F的细缝10中；另外两个塑料薄膜2的长度相等，其中的塑料薄膜2一端端部固定于编号为B的细缝10中，该塑料薄膜2另一端端部固定于编号为A的细缝10中，另一个塑料薄膜2一端端部固定于编号为D的细缝10中，该塑料薄膜2另一端端部固定于编号为E的细缝10中。六个圆弧板1朝向土样筒筒内的内表壁上均覆盖有保鲜膜9。按照如图2所示的方式设置两个长度相等的塑料薄膜2和一个长度与土样筒横截面圆形直径相等的塑料薄膜2三个塑料薄膜2后，三个塑料薄膜2均匀平行排列，三个塑料薄膜2作为加筋圆柱形土样的加筋结构，可以得到一种加筋圆柱形土样，当然本发明还可以布置不同数量和不同位置的塑料薄膜2，可以得到很多种加筋圆柱形土样，丰富了加筋圆柱形土样试验种类，满足了试验的多样化要求。所有圆弧板1所构成的土样筒外部紧密套装有若干个环形套4，如图1所示，本实施例的环形套4数量为一个，该环形套4设置于土样筒外部的中部位置；本实施例的环形套4位于所有圆弧板1外侧表面的中间位置，用于固定六个相同的圆弧板1。本加筋三轴土样制备装置还包括压实装置，在向土样筒内加土料后，压实装置可以用作分层压实土料的目的，压实装置包括细杆3和固定连接于细杆3底部的压实板5，压实板5底部安装有方形薄膜6，方形薄膜6粘贴于压实板5的底部，防止压实板5的底部黏上土颗粒；细杆3的长度值大于土样筒的高度值，本实施例的细杆3长度足够长，保证能更好的压实土样。本发明用于制备加筋三轴土样的操作方法步骤如下：A、按照图1所示安装好加筋三轴土样制备装置，试验前首先根据试验方案要求确定所加塑料薄膜2或土工布等材料的种类，以及所加的位置及数量；B、将六个圆弧板1插接或卡接于底座7的圆形卡槽8中，并在六个圆弧板1内壁上分别粘贴保鲜膜9，然后在保鲜膜9外侧涂抹润滑油，涂抹润滑油的目的是方便取出加筋圆柱形土样，然后利用胶水将塑料薄膜2(或土工布等材料)固定于细缝10上，固定时保证塑料薄膜2(或土工布等材料)有一定的张力；C、称好一定量的土料分别倒入由六个圆弧板1及塑料薄膜2(或土工布等材料)组成的土样筒各内室中，利用压实装置的压实板5分层压实土样，直至加筋圆柱形土样成型，再缓慢逐个卸掉圆弧板1，取出圆柱形土样，修剪掉多余的材料，从而完成加筋三轴土样的制备；D、试验完成后，用毛刷清洗底座7及圆弧板1上的附着物，以便进行下次试验。一种加筋三轴土样制备方法，包括加筋三轴土样制备装置，其方法如下：A、安装好加筋三轴土样制备装置，在所有圆弧板1的保鲜膜9侧面上涂抹润滑油；B、将土料分别倒入由所有圆弧板1所构成的土样筒中，利用压实装置分层压实土料，直至内部带有塑料薄膜2的加筋圆柱形土样成型，再缓慢逐个拆卸掉圆弧板1，取出加筋圆柱形土样，修剪掉多余的材料，从而完成加筋三轴土样的制备。上述实施方式只是本发明的一个优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围的，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和近似替换，均应落在本发明的保护范围内。