一种制作不同节理倾角的三轴试样击实装置的制作方法

本实用新型涉及三轴试样制作领域，尤其涉及一种制作不同节理倾角的三轴试样击实装置。

背景技术：

黄土中存在天然节理，节理分布复杂，加之我国西部地区干旱少雨，大部分的黄土平时处于非饱和状态，在降雨来临时，大量的雨水通过节理裂隙渗流到土体内部，使得节理面的抗剪强度和抗拉强度降低，诱发滑坡和泥石流灾害。因此探究含节理黄土的强度和渗透特性至关重要。

然而，在人工取样过程中，由于节理面的抗拉强度极低，因此在取样和削样过程中极易造成试样沿节理面的破坏，考虑一种重塑制样过程中添加节理的方法至关重要。传统的击实制样工具难以制作含复杂节理的三轴试样。

因此，在现有的重塑击实制样的基础上，本申请将击实底盘重新设计，能够制作出含不同倾角、不同长度、不同方向的三轴试样。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制作不同节理倾角的三轴试样击实装置，其能够方便快捷制作出含不同倾角、不同长度、不同方向节理的三轴试样。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种制作不同节理倾角的三轴试样击实装置，包括滑杆，套设在所述滑杆上的击实锤以及可拆卸设在所述滑杆底部的底盘；所述击实锤能相对所述滑杆上下滑动，底盘外形呈完整圆柱体或者整个底面被削出0°~90°之间任一倾斜度的圆柱体，其直径与节理长度需求相适应。

优选的，所述底盘与所述滑杆底部螺纹连接。

优选的，还包括设在所述滑杆上部的顶盘。

优选的，所述顶盘与所述滑杆螺纹连接。

优选的，所述底盘的水平直径为1/3D、1/2D或者比D小0.3mm~0.5mm，其中，D为目标试样的直径。

优选的，所述底盘底面的倾斜度为0°、45°、60°或者75°。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型中底盘可拆卸设在滑杆底部，其底面用于在击实锤的撞击压实下形成节理，并且（1）底盘外形可以为完整圆柱体即形成水平节理，也可以为整个底面被削出0°~90°之间任一倾斜度的圆柱体即形成0°~90°之间倾角的节理；（2）底盘的直径与节理长度需求相适应。使用时，根据目标试样中不同位置的节理倾角需求、长度需求，通过拆卸更换相应底面倾角、相应直径的底盘并根据节理方向需求调整底盘方向，以此来制作出含不同倾角、不同长度及不同方向节理的三轴试样。

2、本实用新型结构简单，在击实试样的同时形成需要的节理，操作简单快捷，工作效率高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例提供的结构示意图。

图2（a）（b）（c）（d）为本实用新型实施例提供的不同底面倾角的底盘。

图3（a）（b）（c）（d）为本实用新型实施例提供的应用场景流程图。

图中：1—顶盘，2—滑杆，3—击实锤，4—底盘。

具体实施方式

参考图1，一种制作不同节理倾角的三轴试样击实装置，与三轴试样制作过程中的成模套筒配合使用，该装置具体包括顶盘1、滑杆2、击实锤3以及底盘4；具体地，击实锤3套设在滑杆2上，其能相对滑杆2上下滑动，顶盘1设在滑杆2上部，用于阻挡击实锤3滑出脱离滑杆2，底盘4设在滑杆2底部。操作时，将整个击实装置放入成模套筒，抬起击实锤3让其自由落下对底盘4进行撞击形成节理，同时也对下方土体进行了击实，在实际应用中，根据所需试样的密度、压实度等需要可以反复进行撞击操作。

底盘4与滑杆2之间采用螺纹连接等可拆卸连接方式，方便拆除更换；具体地，底盘4顶面具有螺纹连接用的螺纹槽，滑杆2底部段具有相应的连接用螺纹。

底盘4的底面用于形成节理，其外形可以呈完整圆柱体，如图2(a)所示，底面的倾斜度可以认为是0°，用于一次性成型制作水平节理；底盘4的外形也可以是整个底面被削出一定倾斜度的圆柱体，该倾斜度范围0°~90°之间，比如图2(b)至图2(d)分别示出的45°、60°或者75°，用于一次性成型制作对应倾角的节理。需要说明的是，图2中重在表达底盘4的纵向截面示意图和底面倾角，关于其上用来螺纹连接用的螺纹槽并未画出。

底盘4直径与节理长度需求相适应，当然，实际上是底盘4直径影响其底面的长度，底面的长度直接决定节理长度。在实际应用中，设目标试样的直径为D，那底盘水平直径可设置为1/3D、1/2D或者比D小0.3mm~0.5mm即全直径底盘，全直径底盘用于制作贯通型节理，而其直径之所以要比D小0.3mm~0.5mm，比如0.4mm，是为了避免制样过程中底盘4与成模套筒内壁之间的摩擦。

对于底盘4的整体高度，理论上在实现需要倾角的情况下对其高度是没什么要求的，不过鉴于实际应用中方便使用、节约材料的需求，使得底盘4的顶面与其倾斜底面的最上边缘之间的间距不要太长即可。

当然，可以理解的是，对于底盘4而言，不同底面倾斜度和不同直径是能够根据需求进行相适应的结合，比如，对于1/3D直径和45°倾角组合，1/2D直径与60°倾角组合或者1/2D直径与75°倾角组合，以此类推。

下面以制作含45°1/3D节理、60°1/2D节理、75°贯通型节理、水平贯通型节理的目标试样为例进行说明，试样制作方法参考图3示出的应用场景流程图，其中，图3(a)到图3(e)分别示出了制作45°1/3D节理、60°1/2D节理、75°贯通型节理、水平贯通型节理的场景。具体为，每个节理制作完毕后，节理面可铺设塑料薄膜、无纺布等材料，以此来模拟节理裂隙间的接触关系，其他接触面做刮毛处理即可。

综上，本实用新型能够用于制作含节理不同方向、不同长度、不同角度的三轴试验试样，配合传统三轴击实制样的成模套筒，通过不同底盘之间的不同组合方式，可制作倾角为0°~90°的贯通型与非贯通型节理试样，进而人工模拟出天然节理间错综复杂的排列方式，为探究含节理试样的三轴抗压强度、无恻限抗压强度等提供资源。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的结构及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。