一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置的制作方法

本技术涉及一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置。适用于试样制样设备。

背景技术：

1、粗粒土是由大小不等的粗细颗粒组成，最大颗粒可达1000毫米以上，最细可小于0.1毫米，粒径变化范围很大，粗细颗粒特性相差悬殊，在土石坝中粗粒土料常占70％以上。粗粒土一般是单粒结构。由于粗粒土中颗粒的大小可以相差很大，小的颗粒填补了大颗粒所形成的孔隙，级配良好的粗粒土比级配均匀的粗粒土密度更高。另一方面，形状不规则的颗粒可以使密度降低、孔隙更大。即使是由均匀圆球组成的“土”，它们在空间的排列方式不同，也会造成不同的松密状态和不同力学性质。不同排列方式会使粗粒土在密度、渗透性、强度、压缩性、各向异性等方面表现出很大的差异。无黏性粗粒料的抗剪强度由三部分组成：粗颗粒间的交错排列产生的抗剪咬合力，颗粒破碎、充填重新排列而发挥的抗剪阻力，以及矿物颗粒间滑动的摩擦阻力。其值取决于母岩性质、颗粒形状、孔隙比或相对密度以及应力水平等。雨水降渗和蒸发、地下水位上升和下降等水环境的变化是较为常见的自然现象，水的反复浸润导致颗粒之间原有的摩擦平衡状态被打破以及颗粒强度的降低，从而在一定范围内出现颗粒棱角的破碎和颗粒位置的迁移，使粗粒土的抗剪强度和应力应变特性等力学性质发生改变。因此，干湿循环作为一种影响碎石料长期变形的重要因素是不能忽视的，尤其对于高填方工程。

2、然而，目前在粗粒土大型三轴试验中常采用在三轴压力试验机上进行试件的制样，在需要制备多个试样进行比对结果时，该制样方式需等到一个试样试验完成后才可进行，耗时较多且效率较低。常规粗粒土三轴试样不能实现在三轴压力实验机下制备多个试样再转移、运输到三轴试验机上进行力学实验，且转移过程中对粗粒土三轴试样的扰动程度难以控制，大大限制了粗粒土三轴试验的速度与制样质量控制。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是：为解决上述技术问题，本实用新型提供一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置。

2、本实用新型所采用的技术方案是：一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：具有装置主体，装置主体的下部分设置有用于放置制样盒结构的平台，装置主体的上部分通过升降结构可升降地安装有振动压实结构，振动压实结构在升降结构作用下可伸入至制样盒结构内；

3、所述振动压实结构具有震动机和安装在震动机上的压实板；

4、所述制样盒结构具有底座和安装在底座上的制样盒体，底座上固定安装有透水板，所述制样盒体安装在底座上透水板外侧位置处，在制样盒体内壁上布置有一层水晶膜，在底座上设置有用于向制样盒体内试样供水的进水口和用于排水的排水口。如此，在进行粗粒土大型三轴试验时，将制样盒结构放置在装置主体的平台上并在制样盒结构内填充粗粒土，启动升降机构将压实板伸入制样盒结构内并启动震动机对制样盒结构内的粗粒土进行振动压实，在完成试样制样后将带有试样的制样盒结构移装在三轴压力试验机，即可进行粗粒土大型三轴试验，这使得粗粒土大型三轴试验的制样与试验可同步进行。

5、所述透水板的侧壁上沿透水板周向方向设置有第一凹槽，所述水晶膜的下端通过橡皮筋绑扎在透水板上。如此，实现将水晶膜安装在透水板上。

6、所述制样盒体外壁上在顶部位置处沿制样盒体周向方向设置有第二凹槽，所述水晶膜的上端翻至制样盒体外并通过橡皮筋绑扎在制样盒体上。如此，将水晶膜安装在制样盒体上，避免在相制样盒体内填充粗粒土时水晶膜发生移动。

7、所述升降结构具有固定安装在装置主体上的液压缸，所述震动机固定安装在液压缸的伸出端上。如此，通过液压缸的伸缩可以实现震动机与压实板的升降。

8、所述制样盒体由若干个板件拼接组成，相邻两个板件之间通过螺栓连接。

9、所述制样盒体与底座之间通过螺栓连接。

10、在所述底座上设置有止水胶圈，该止水胶圈用于后续将压力室安装在底座上时起止水作用。如此，在完成粗粒土大型三轴试验的制样并将制样盒结构移装在三轴压力试验机上并将压力室安装在底座上时，止水胶圈对底座与压力室之间的缝隙起到了密封作用。

11、所述压实板的形状与制样盒体内壁相匹配。

12、本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在装置主体上完成粗粒土大型三轴试验试样的制样并将试样移装在三轴压力试验机上，实现了粗粒土大型三轴试验试样的制样与粗粒土大型三轴试验可同步进行，大大缩短了粗粒土试样在试验过程中的的制样时间，同时液压缸带动震动机及压实板的移动实现了对制样盒结构内试样快速均匀的压实作业。

技术特征：

1.一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：具有装置主体(1)，装置主体(1)的下部分设置有用于放置制样盒结构(5)的平台(2)，装置主体(1)的上部分通过升降结构可升降地安装有振动压实结构(4)，振动压实结构(4)在升降结构作用下可伸入至制样盒结构(5)内；

2.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述透水板(5-3)的侧壁上沿透水板(5-3)周向方向设置有第一凹槽(5-7)，所述水晶膜(5-4)的下端通过橡皮筋绑扎在透水板(5-3)上。

3.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述制样盒体(5-2)外壁上在顶部位置处沿制样盒体(5-2)周向方向设置有第二凹槽(5-8)，所述水晶膜(5-4)的上端翻至制样盒体(5-2)外并通过橡皮筋绑扎在制样盒体(5-2)上。

4.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述升降结构具有固定安装在装置主体(1)上的液压缸(3)，所述震动机(4-1)固定安装在液压缸(3)的伸出端上。

5.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述制样盒体(5-2)由若干个板件拼接组成，相邻两个板件之间通过螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述制样盒体(5-2)与底座(5-1)之间通过螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：在所述底座(5-1)上设置有止水胶圈(5-9)，该止水胶圈(5-9)用于后续将压力室(8)安装在底座(5-1)上时起止水作用。

8.根据权利要求1所述的一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：所述压实板(4-2)的形状与制样盒体(5-2)内壁相匹配。

技术总结
本技术涉及一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置。适用于试样制样设备技术领域。本技术所采用的技术方案是：一种粗粒土大型三轴试验试样的制样装置，其特征在于：具有装置主体，装置主体的下部分设置有用于放置制样盒结构的平台，装置主体的上部分通过升降结构可升降地安装有振动压实结构，振动压实结构在升降结构作用下可伸入至制样盒结构内；所述振动压实结构具有震动机和安装在震动机上的压实板；所述制样盒结构具有底座和安装在底座上的制样盒体，底座上固定安装有透水板，所述制样盒体安装在底座上透水板外侧位置处，在制样盒体内壁上布置有一层水晶膜，在底座上设置有用于向制样盒体内试样供水的进水口和用于排水的排水口。

技术研发人员：陈勇,王青峰,许传贝,方建国,陶小飞,李斌,周琪,赵建会,王珍
受保护的技术使用者：浙江华东工程建设管理有限公司
技术研发日：20230614
技术公布日：2024/1/15