[发明专利]一种土样固定仪及土样微观结构演变规律测定装置与方法

权利要求书

1.一种土样微观结构演变规律测定装置，其特征在于，包括土样固定仪，所述土样固定仪包括下土样盒（1）和上土样盒（2），所述下土样盒（1）和上土样盒（2）之间设置有套管（3），所述套管（3）连通所述下土样盒（1）与上土样盒（2）；所述下土样盒（1）底部设置有下固定座（9），所述上土样盒（2）底部设置有上固定座（12）；所述下固定座（9）和上固定座（12）之间设置有第一连接杆（10）；

所述下土样盒（1）和上土样盒（2）的底面内径为d1，上底面内径为d2，且d1大于d2，所述套管（3）的内径为d2；

所述套管（3）为两个相互扣合的半环状柱体，且所述套管（3）外部套设卡扣；

所述土样固定仪的上固定座（12）设置有真空拉张力装置；所述土样固定仪底部设置有旋转支座（8）；所述测定装置还包括扫描镜头（6）和信号探测器（19）；

所述真空拉张力装置包括托板（14），所述托板（14）上设置有拉张应力计（15）；所述拉张应力计（15）通过真空螺帽（16）与真空泵连接；所述托板（14）的底部通过拉力柱（13）与所述上固定座（12）连接；所述上固定座（12）上设置有土样连接器（18）。

2.根据权利要求1所述土样微观结构演变规律测 定装置，其特征在于，所述托板（14）的边缘通过第二连接杆（17）与所述上固定座（12）连接。

3.一种土样微观结构演变规律的测试方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述土样微观结构演变规律测定装置进行测定，包括以下步骤：

S1. 将下土样盒（1）固定于下固定座（9）上，向下土样盒内填充土样并将击实；将套管（3）套在下土样盒（1）的上端，再向套管（3）内填充土样并击实；将上土样盒（2）与套管（3）连接，向上土样盒（2）内填充土样并击实；将上固定座（12）固定在上土样盒（2）的顶端；

S2. 用第一连接杆（10）连接上固定座（12）和下固定座（9），将土样连接器（18）固定于所述上固定座（12）的上表面，将真空拉张力装置的拉力柱（13）与土样连接器（18）固定连接，再用第二连接杆（17）将托板（14）与上固定座（12）连接牢固；

S3. 将步骤S2组装好的固定仪的下固定座（9）放置在旋转支座（8）上并固定，安装扫描镜头（6），取下套管（3），打开扫描镜头（6）并同时开启真空泵和信号探测器（19）；

S4. 调节真空泵的压力和旋转支座（8）的转速，信号探测器（19）每采集一次信号，旋转支座（8）旋转n度，获得360/n张竖向二维切片；

S5. 将步骤S4获得的二维切片导入三维可视化软件进行三维微观结构重构。

4.根据权利要求3所述土样微观结构演变规律的测试方法，其特征在于，所述下土样盒（1）的高度为h，所述步骤S1中，填充土样时分m层进行填充并击实，每层的厚度为h/m。

5.根据权利要求3所述土样微观结构演变规律的测试方法，其特征在于，所述步骤S4中，信号探测器（19）每采集一次信号，旋转支座（8）旋转0.5度。