一种土工格室加筋砂土三轴试验方法与流程

本发明涉及一种土工格室加筋砂土三轴试验方法，属于土工格室试验技术领域。

背景技术

三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法，它通常用圆柱形试样分别在不同的恒定周围压力下，施加轴向压力，进行剪切直至破坏，然后根据摩尔-库仑理论，求得抗剪强度参数。

目前，采用多种方法来进行土的抗剪强度试验，将素砂土试样与加筋土试样的数据进行对比，但并没有涉及到使用三轴压缩试验来进行土工格室加筋砂土进行试验的详细方法，且通过现有技术的方法，得到的素砂土试样与加筋土试样的对比数据并不准确。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种土工格室加筋砂土三轴试验方法，该土工格室加筋砂土三轴试验方法可以自动进行测试，操作简单，实验数据准确。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种土工格室加筋砂土三轴试验方法，包括以下步骤：

①仪器准备：准备三轴仪、试验微机数据采集处理系统、步进电机、力传感器和液压系统；

②试样制备：制作素砂土试样和加筋土试样；

③试样测试：采用不固结、不排水剪试验方式，分别对素砂土试样和加筋土试样进行测试；

④测试结束：关闭所有仪器，完成测试。

所述步骤①中，试验微机数据采集处理系统、步进电机、力传感器和液压系统分别与三轴仪连接。

所述三轴仪为tsz-6型全自动三轴仪，用步进电机控制三轴仪的轴向位移，用力传感器测量三轴仪的轴向负荷，用液压系统对试样进行围压反压控制、测量体变和排水；

所述试验微机数据采集处理系统为tgwin土工试验微机数据采集处理系统。

所述三轴仪包括压力室、蓄水罐、三瓣膜套筒，透水石、乳胶膜、不透水板。

所述步骤②分为以下步骤：

(2.1)将乳胶膜平整地箍在三瓣膜套筒内，并将三瓣膜套筒的一端置于透水石上，获取放置平台；

(2.2)重复步骤(2.1)，准备两个放置平台；

(2.3)将称量好的标准砂缓慢地倒入第一个三瓣膜套筒内，在第一个三瓣膜套筒外缘进行振捣，最后在顶部进行砂土抹平，获取素砂土试样；

(2.4)将砂土分作20份来称量，逐层向第二个三瓣膜套筒内铺入土工格室，并保持土工格室方向一致，且每铺一层土工格室，将一份标准砂倒入土工格室内，并抹平顶面，获取加筋土试样。

所述步骤③分为以下步骤：

(3.1)检查所有仪器是否能正常工作，能则进行装样，不能则进行更换；

(3.2)将不透水板和制备好的素砂土试样依次缓慢地放置在三轴仪的压力室的底座上，并拆除三瓣膜套筒；

(3.3)在素砂土试样上盖上不透水试样帽，并用橡皮圈将乳胶膜两端、底座及不透水试样帽分别进行扎紧；

(3.4)安装压力室罩，将压力室的底座上升，直至轴向各部位与素砂土试样接触；

(3.5)将压力室罩顶部的活塞提高，把活塞对素砂土试样中心；

(3.6)均匀地拧紧压力室的底座连接螺母，用扳手或者钳子加固以防漏水，然后拧开压力室罩的顶面的排气孔阀；

(3.7)将三轴仪的蓄水罐置于高处，进行注水，当蓄水罐内的水受重力作用流入压力室内，且待压力室顶部排气孔有水溢出时，拧紧排气孔；

(3.8)通过试验微机数据采集处理系统进行测试，获取素砂土试被破坏后的形状和数据；

(3.9)重复步骤(3.2)～(3.8)，将素砂土试样换为加筋土试样，获取加筋土试样被破坏后的形状和数据。

所述步骤(3.8)的测试步骤分为以下步骤：

(3.8.1)开始剪切，剪切速率为固定值0.3mm/min，获取采样点；

(3.8.2)出现峰值时，进行3％～5％的垂直应变或剪至总垂直应变的15％后，停止测试，若测力环读数无明显减少，则垂直应变进行到20％。

所述步骤④中，关闭所有仪器，排去压力室内的水，拆去压力室罩，取出试样。

本发明的有益效果在于：可以自动进行测试，操作简单，实验数据准确，维护和后期清理方便。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，一种土工格室加筋砂土三轴试验方法，包括以下步骤：

①仪器准备：准备三轴仪、试验微机数据采集处理系统、步进电机、力传感器和液压系统；所示试验微机数据采集处理系统、步进电机、力传感器和液压系统分别与三轴仪连接；

所述三轴仪为tsz-6型全自动三轴仪，用步进电机控制三轴仪的轴向位移，步进电机可全范围无极调速，精密产生应变和位移，并按计算机要求，做匀速、加速、变速、周期等运动，以满足不同试验的要求，具有上下限位左右，用力传感器(0kn～30kn)测量三轴仪的轴向负荷，用力传感器可以保护三轴仪，当轴向力大于力传感器量程时自动停机，用液压系统对试样进行围压反压控制、测量体变和排水，液压系统可自动注水、排水，操作方便；

所述试验微机数据采集处理系统为tgwin土工试验微机数据采集处理系统，可在程序控制下操作全自动三轴仪的进行试验，实现测试过程自动化；

所述三轴仪包括压力室、蓄水罐、三瓣膜套筒，透水石、乳胶膜、不透水板；

②试样制备：制作素砂土试样和加筋土试样；具体分为以下步骤：

(2.1)将乳胶膜平整地箍在三瓣膜套筒内，并将三瓣膜套筒的一端置于透水石上，获取放置平台；

(2.2)重复步骤(2.1)，准备两个放置平台；

(2.3)将称量好的标准砂缓慢地倒入第一个三瓣膜套筒内，在第一个三瓣膜套筒外缘进行振捣，最后在顶部进行砂土抹平，获取素砂土试样；

(2.4)将砂土分作20份来称量，逐层向第二个三瓣膜套筒内铺入土工格室，并保持土工格室方向一致，且每铺一层土工格室，将一份标准砂倒入土工格室内，并抹平顶面，获取加筋土试样。

③试样测试：采用不固结、不排水剪试验方式，分别对素砂土试样和加筋土试样进行测试；具体分为以下步骤：

(3.1)检查所有仪器是否能正常工作，能则进行装样，不能则进行更换；

(3.2)将不透水板和制备好的素砂土试样依次缓慢地放置在三轴仪的压力室的底座上，并拆除三瓣膜套筒；

(3.3)在素砂土试样上盖上不透水试样帽，并用橡皮圈将乳胶膜两端、底座及不透水试样帽分别进行扎紧；

(3.4)安装压力室罩，将压力室的底座上升，直至轴向各部位与素砂土试样接触；

(3.5)将压力室罩顶部的活塞提高，把活塞对素砂土试样中心；

(3.6)均匀地拧紧压力室的底座连接螺母，用扳手或者钳子加固以防漏水，然后拧开压力室罩的顶面的排气孔阀；

(3.7)将三轴仪的蓄水罐置于高处，进行注水，当蓄水罐内的水受重力作用流入压力室内，且待压力室顶部排气孔有水溢出时，拧紧排气孔；

(3.8)通过试验微机数据采集处理系统进行测试，获取素砂土试被破坏后的形状和数据；具体地，在测试开始剪切时，剪切速率为固定值0.3mm/min，其作用在试样上的轴向应力变化较为显著，采样点数较为密集，然后获取采样点；当接近峰值时，轴向应力变化缓慢，进行3％～5％的垂直应变或剪至总垂直应变的15％后，停止测试，若测力环读数无明显减少，则垂直应变进行到20％，采样点数减少；

(3.9)重复步骤(3.2)～(3.8)，将素砂土试样换为加筋土试样，获取加筋土试样被破坏后的形状和数据，即可得到素砂土试样与加筋土试样的对比数据。

④测试结束：关闭所有仪器，排去压力室内的水，拆去压力室罩，取出试样，完成测试。