[发明专利]一种土样的排水固结装置以及制备方法

摘要

本发明公开了一种土样的排水固结装置以及制备方法，包括底板、前面板、后面板、左面板、右面板、上压板、两根支撑杆、两根承接压力杆、杠杆组、活节螺栓和集水盘，本发明通过集水盘可以收集土样固结过程中的排水，从而测量排水体积，与传统的土样排水固结方式相比，上述制备装置操作过程简易，结构简单，拆卸搬运轻松，改变了在实验室内针对大尺度土样进行排水固结缺少装置的现状。

主权项

1.一种土样制备方法，其特征在于：采用一种土样的排水固结装置制备土样，包括底板、前面板、后面板、左面板、右面板、上压板、两根支撑杆、两根承接压力杆、杠杆组、活节螺栓和集水盘，所述底板设置在集水盘的正中间，所述前面板、后面板、左面板和右面板分别通过活节螺栓固定在底板的四周，形成箱体结构，且前、后、左、右四块面板中相邻两块之间采用活节螺栓连接，所述前面板和后面板外侧面各对称焊接有两根方钢，所述方钢的上端开有方形孔，所述上压板的上方两侧对称设有若竖直支架，所述竖直支架的上端开有半圆孔，所述支撑杆的两端通过螺栓固定在方钢上端的方形孔上，所述承接压力杆安装在上压板上方的竖直支架的半圆孔中，所述杠杆组包括砝码盘和杠杆，所述杠杆的一端设有砝码盘，另一端开有圆孔，所述杠杆开有圆孔的一端穿过支撑杆，且在杠杆上与承接压力杆相对应的位置上开有半圆孔，使其穿过承接压力杆；具体方法如下：1）土样制备：1a）测定所取土料的基本性质，主要包括：含水率、粒级分布、颗粒比重、液塑限、最优含水率和最大干密度；1b）根据所需土粒质量备取一定质量的土料，考虑测量误差以及制备时土料的浪费，所取土量应当比理论计算值多30%；1c）将步骤1b）中所取得土料晒干，去除杂物，干燥后用平板振动器碾碎，再将碾碎土粒过2mm筛，取筛下土粒密封保存，并测定其含水率；2）准备制备装置2a）安装制备装置，先将前、后、左、右面板安装于底板四周，拧紧活节螺栓，然后将其安放于集水盘正中间；2b）铺设砂垫层，在箱体内铺设粗砂和细砂两层砂垫，粗砂在下细砂在上，厚度根据所需透水量和土样尺度而定；2c）在细砂层之上以及箱体四面内壁铺设一层土工布，并在四周预留比箱体宽度长10%的土工布，再在土工布内侧铺设200目的不锈钢网；3）拌合土料3a）根据比土体液限高出10～20%的含水率，称量一定质量的水，倒入搅拌机内筒；3b）开动搅拌机，称量一定质量的干土料，缓慢、均匀地逐渐投放于搅拌机内，与水充分搅拌，待其均匀后，再搅拌15分钟，停止搅拌；3c）取出步骤3b）中搅拌好的粘土料，置于密封塑料桶内静置一昼夜，以确保水与土粒拌合充分；4）装土施压4a）将步骤3）拌合好的土料，分层填入箱体内，相邻两层间的结合面需进行刨毛处理，每层厚度不超过100mm；4b）随后将不锈钢网和土工布包裹住整个土料，然后在其上铺设一定厚度砂垫层，再在其上方放置上压板，并使杠杆开有圆孔的一端穿过支撑杆，然后采用螺栓将支撑杆两端分别固定在前后面板的方钢上端的方形孔中，承接压力杆安放于上压板上的竖直支架上端的半圆孔中，并使得杠杆架于承接压力杆之上；4c）在土样顶部适当位置，通过磁性表座安装百分表，以监测土样的沉降位移；4d）根据设计载荷依次在砝码盘中放置砝码，适时记录经过一定时间后的压缩量和排水体积；4e）等待固结排水完成。