一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，包括三軸儀底座、橡皮膜和試樣帽，所述橡皮膜筒與三軸儀底座共同圍成一筒狀容器，橡皮膜筒頂部通過試樣帽封閉；試樣帽4上設(shè)有與橡皮膜筒內(nèi)連通的抽氣孔，三軸儀底座上設(shè)有與橡皮筒內(nèi)連通的壓力水飽和孔；在橡皮膜筒內(nèi)填充滿土樣后，抽氣孔與壓力水飽和孔之間設(shè)有貫通孔，并在土樣中設(shè)有多層水平布置的十字溝槽。本技術(shù)方案通過增加試樣的排水及滲透通道，增加了試樣在飽和時(shí)壓力水和試樣的接觸面積，可以從試樣內(nèi)部對(duì)土料進(jìn)行飽和，加快了大型三軸黏性土料試樣的飽和速度，同時(shí)縮短了排水固結(jié)和剪切時(shí)的排水時(shí)間，從而提高了試驗(yàn)效率。
【專利說明】
—種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大型三軸試驗(yàn)方法，尤其是涉及一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在室內(nèi)土工試驗(yàn)的大型三軸試驗(yàn)中，一般需要進(jìn)行三軸類型的試驗(yàn)，即固結(jié)排水剪切試驗(yàn)(CD試驗(yàn))、固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)(CU試驗(yàn))、不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)(UU試驗(yàn))，在進(jìn)行這些試驗(yàn)之前，都需要對(duì)三軸試樣進(jìn)行飽和，即使已經(jīng)擊實(shí)制備好的試樣內(nèi)部孔隙被水充滿。大型三軸試驗(yàn)試樣的尺寸為Φ 300mm X 600mm，對(duì)于黏性粗粒土來說，這樣大尺寸的試樣，要使其達(dá)到要求的飽和度是比較困難的。
[0003]現(xiàn)有的對(duì)大三軸黏性粗粒土試樣進(jìn)行飽和的方法，一種是將土樣3制好后，裝到由三軸儀底座I和橡皮膜2構(gòu)成的容器中，容器頂部通過試樣帽4封閉，試樣帽4上設(shè)有抽氣孔5，通過抽氣孔5從容器頂部對(duì)土樣3進(jìn)行真空抽氣，使土樣3內(nèi)部呈現(xiàn)負(fù)壓，再通過容器底部穿過三軸儀底座I的壓力水飽和孔6從土樣3底部進(jìn)水，在容器內(nèi)部負(fù)壓作用下，使水進(jìn)入土樣3內(nèi)部的孔隙，然后持續(xù)用具有一定水頭壓力的水流通至土樣3底部，使土樣3在水壓作用下持續(xù)飽和，如圖1、圖2所示；另一種是在上述方法基礎(chǔ)上改進(jìn)的方法，即在進(jìn)行三軸試樣制樣時(shí)，在土樣3中央豎立一根一定直徑的鋼管，在制樣完成后將鋼管抽出，在土樣3中央形成一個(gè)貫通孔8，將標(biāo)準(zhǔn)砂灌入貫通孔8中，人為地造成一個(gè)滲透通道，抽氣及水頭飽和等操作與第一種方法相同，這樣的改進(jìn)措施可以起到加快飽和過程及增加飽和度的作用，如圖
3、圖4所示。
[0004]上述兩種方法中，第一種飽和過程及試驗(yàn)排水過程都很緩慢，且對(duì)于細(xì)顆粒含量較多的試樣，其飽和度不易達(dá)到要求;第二種方法較第一種有所改進(jìn)，但在試樣飽和度上還是不太理想。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，使得在進(jìn)行黏性粗粒土的大型三軸試驗(yàn)時(shí)，可以在不影響試驗(yàn)結(jié)果精度的前提下，加快試樣的飽和和固結(jié)及剪切過程中孔隙水的排出速度，從而加快試驗(yàn)進(jìn)程，提高試驗(yàn)效率。
[0006]本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0007]一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，包括三軸儀底座、橡皮膜和試樣帽，所述橡皮膜筒與三軸儀底座共同圍成一筒狀容器，橡皮膜筒頂部通過試樣帽封閉;所述試樣帽4上設(shè)有與橡皮膜筒內(nèi)連通的抽氣孔，所述三軸儀底座上設(shè)有與橡皮筒內(nèi)連通的壓力水飽和孔;在所述橡皮膜筒內(nèi)填充滿土樣后，所述抽氣孔與壓力水飽和孔之間設(shè)有貫通孔，并在土樣中設(shè)有多層水平布置的十字溝槽。
[0008]所述十字溝槽的層數(shù)為層，各層之間間距相等。
[0009]所述十字溝槽一端與貫通孔連通，另一端直達(dá)橡皮膜筒內(nèi)壁表面。
[0010]所述十字溝槽中填充有標(biāo)準(zhǔn)砂。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]本實(shí)用新型所述的一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，通過增加試樣的排水及滲透通道，增加了試樣在飽和時(shí)壓力水和試樣的接觸面積，可以從試樣內(nèi)部對(duì)土料進(jìn)行飽和，加快大型三軸黏性土料試樣的飽和速度;在排水固結(jié)和剪切時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)砂填充的砂柱和溝槽提供了較順暢的排水通道，可以使試樣內(nèi)部的飽和水較快地排出，加快孔隙水壓力消散速度，縮短排水固結(jié)和剪切時(shí)的排水時(shí)間，從而提高試驗(yàn)效率，并且不影響試驗(yàn)結(jié)果O
【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的試樣飽和結(jié)構(gòu)一示意圖；
[0014]圖2為圖1的截面圖；
[0015]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的試樣飽和結(jié)構(gòu)二示意圖；
[0016]圖4為圖3的截面圖；
[0017]圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖6為圖5的截面圖。
[0019]圖中:1-三軸儀底座，2-橡皮膜筒，3-土樣，4-試樣帽，5-抽氣孔，6_壓力水飽和孔，7-十字溝槽，8-貫通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述。
[0021]如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型所述的一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，包括三軸儀底座1、橡皮膜2和試樣帽4，所述橡皮膜筒2與三軸儀底座I共同圍成一筒狀容器，橡皮膜筒2頂部通過試樣帽4封閉；所述試樣帽4上設(shè)有與橡皮膜筒2內(nèi)連通的抽氣孔5，所述三軸儀底座I上設(shè)有與橡皮筒2內(nèi)連通的壓力水飽和孔6;在所述橡皮膜筒2內(nèi)填充滿土樣3后，所述抽氣孔5與壓力水飽和孔6之間設(shè)有貫通孔8，并在土樣3中設(shè)有多層水平布置的十字溝槽7。
[0022]所述十字溝槽7的層數(shù)為3層，各層之間間距相等。
[0023]所述十字溝槽7—端與貫通孔8連通，另一端直達(dá)橡皮膜筒2內(nèi)壁表面。
[0024]所述十字溝槽7中填充有標(biāo)準(zhǔn)砂。
[0025]實(shí)施例
[0026]一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，其施工方法如下:
[0027]①將土樣3裝入橡皮膜筒2中，在此過程中，將土樣3在高度方向上等分為三個(gè)橫截面，當(dāng)土樣3到達(dá)橡皮膜筒2高度的1/4時(shí)，將土樣3表面平整，在土樣3中央豎立一根鋼管，鋼管高度大于橡皮膜筒2高度;在該截面上掏挖一組十字溝槽7，該十字溝槽7以貫通孔8為交點(diǎn)，各十字邊頂端延伸到橡皮膜筒2內(nèi)壁處，在十字溝槽7各十字邊中鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)砂，與十字溝槽7上端表面平齊；
[0028]②繼續(xù)往橡皮膜筒2中裝入土樣3，當(dāng)土樣3高度達(dá)到橡皮膜筒2高度的1/2時(shí)，按照步驟①中步驟掏挖十字溝槽7并鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)砂，得到第二層十字溝槽7;依此步驟設(shè)置第三層十字溝槽7; 土樣3高度接近橡皮膜筒2時(shí)，將土樣3中心豎立的鋼管緩慢抽出，貫通孔8得以成形；
[0029]③向貫通孔8中裝入標(biāo)準(zhǔn)砂，與貫通孔8上端平齊；
[0030]④用中心帶抽氣孔5的試樣帽4將橡皮膜筒2上端封閉；
[0031]⑤將壓力水飽和孔6與水管接通，對(duì)試樣帽4頂部抽氣孔5抽氣，直到抽氣孔5中開始有水溢出，停止抽氣，靜置一段時(shí)間后，得到飽和試樣。
[0032]上述的一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，在土樣3中央設(shè)置貫通孔8的基礎(chǔ)上，在土樣3高度方向上等距的設(shè)置三層排水通道。
[0033]上述排水通道的具體做法為，在制樣時(shí)，在土樣3高度方向上等距的分隔三個(gè)橫截面，在每個(gè)截面上掏挖一組十字溝槽7，每條溝槽一端與截面中央的貫通孔8相接，另一端直達(dá)圓柱形的土樣3表面;在每層十字溝槽7中都填充標(biāo)準(zhǔn)砂，在貫通孔8成型后，也在貫通孔8中填充標(biāo)準(zhǔn)砂，標(biāo)準(zhǔn)砂作為十字溝槽7和貫通孔8在土樣3中的支撐物，也作為水滲透的介質(zhì)。
[0034]按照這種設(shè)置進(jìn)行黏性粗粒土大型三軸試驗(yàn)試樣制備，可以達(dá)到增強(qiáng)試樣土料排水性能的效果，從而提高試樣的飽和速度以及在排水固結(jié)及剪切時(shí)的排水速率，進(jìn)而提高試驗(yàn)效率。
[0035]控制所挖溝槽的直徑或?qū)挾龋梢员ＷC土料的力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果不受影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，包括三軸儀底座(I)、橡皮膜(2)和試樣帽(4)，所述橡皮膜筒(2)與三軸儀底座(I)共同圍成一筒狀容器，橡皮膜筒(2)頂部通過試樣帽(4)封閉；所述試樣帽4上設(shè)有與橡皮膜筒(2)內(nèi)連通的抽氣孔(5)，所述三軸儀底座(I)上設(shè)有與橡皮筒(2)內(nèi)連通的壓力水飽和孔(6);其特征在于:在所述橡皮膜筒(2)內(nèi)填充滿土樣(3)后，所述抽氣孔(5)與壓力水飽和孔(6)之間設(shè)有貫通孔(8)，并在土樣(3)中設(shè)有多層水平布置的十字溝槽(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述十字溝槽(7)的層數(shù)為(3)層，各層之間間距相等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述十字溝槽(7) —端與貫通孔(8)連通，另一端直達(dá)橡皮膜筒(2)內(nèi)壁表面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種黏性粒土大三軸試驗(yàn)快速飽和、排水結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述十字溝槽(7)中填充有標(biāo)準(zhǔn)砂。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK205426646SQ201521086059
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日
【發(fā)明人】鄭星, 敖大華, 張勝
【申請(qǐng)人】中國電建集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司