专利名称：一种土与结构物接触三轴试样制备装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种用于土与结构物接触三轴试验的试样制备装置及其使用方法。
背景技术：
随着我国西南水利水电工程的深入发展，更多的200 300级高土石坝正在兴建， 对于这类高土石坝而言，土与结构物接触面通常是大坝中最为薄弱的位置，如设计不当，常会导致溃坝，造成严重的洪水灾害及下游城市惨重的经济损失。开展土与结构物接触面三轴试验是研究土与结构物接触面力学性质、抗渗特性，评价设计安全与否的重要手段，而制备满足试验要求的土与结构物接触三轴试样是获得可靠试验结果的基础，但在制备这类试样时，常存在如下困难(I)接触面附近土体无法均匀有效击实，人为使接触面更为薄弱， 严重影响试验结果的可靠性；(2)橡胶膜经常被击实工具戳破，需要重新制备试样，严重影响工作效率。

发明内容
发明目的本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种土与结构物接触三轴试样制备装置及其使用方法，不仅使接触面附近土体均匀压实，而且能够在使用过程中有效避免橡胶膜被戳破，既保证试样制备质量，又显著提高工作效率。技术方案本发明所述的一种土与结构物接触三轴试样制备装置，包括试样底座、 欲模拟结构物、橡胶膜、对开模及一个与三轴试样直径一致的圆柱体，所述圆柱体的一端开有一个与所述欲模拟结构物相匹配的窄槽，所述窄槽的深度大于等于所述欲模拟结构物的高度。进一步，所述圆柱体由钢或钢合金制备而成。所述土与结构物接触三轴试样制备装置的使用方法，包括如下步骤
(O安装试样底座、橡胶膜及对开模将所述橡胶膜一端套箍在所述试样底座上，在所述橡胶膜外安装所述对开模，并把所述对开模箍紧形成击实筒，将所述橡胶膜整理平整，所述橡胶模的另一端套箍在所述击实筒上部；
(2)分层填筑向对开模内填土，当填筑土体高度低于所述欲模拟结构物高度时，使用所述圆柱体的窄槽一端击实填土；当填筑土体高度高于所述欲模拟结构物高度时，使用所述圆柱体的另一端击实填土；
(3)控制试样击实高度当达到相应击实高度时停止击实，并在填筑层之间设置划痕以便于层与层土体之间紧密结合，避免存在明显薄弱面，影响试验结果，重复步骤(2)，直到试样制备完毕。本发明与现有技术相比，其有益效果是本发明所述的一种土与结构物接触三轴试样制备装置使接触面附近土体均匀压实，并且在使用过程中不易戳破橡胶膜。即保证了试样的制备质量，又显著地提高了工作效率。


图I为本发明所述圆柱体结构示意图2为本发明所述试样底座的结构示意图。
具体实施例方式下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。如图I和2所示，一种土与结构物接触三轴试样制备装置，包括试样底座I、欲模拟结构物3、橡胶膜、对开模及一个与三轴试样直径一致的钢制圆柱体2，该钢制圆柱体2的一端开有一个与所述欲模拟结构物3的宽度和高度完全一致的窄槽4。该制备装置具体的使用步骤为(1)安装试样底座I、橡胶膜及对开模，将所述橡胶膜一端套箍在所述试样底座I上，在所述橡胶膜外安装所述对开模，并把所述对开模箍紧形成击实筒，将所述橡胶膜整理平整，所述橡胶模的另一端套箍在所述击实筒上部；
(2)分层填筑，向对开模内填土，当填筑土体高度低于所述欲模拟结构物3高度时,使用所述钢制圆柱体2的窄槽一端击实填土 ；当填筑土体高度高于所述欲模拟结构物3高度时，使用所述钢制圆柱体2的另一端击实填土；
(3)控制试样击实高度，当达到相应击实高度时停止击实，并在填筑层之间设置划痕以便于层与层之间土体紧密结合，避免存在明显薄弱面，影响试验结果，重复步骤(2)，直到试样制备完毕。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
权利要求
1.一种土与结构物接触三轴试样制备装置，包括试样底座、欲模拟结构物、橡胶膜、对开模，所述欲模拟结构物固定在所述试样底座上表面，其特征在于，还包括一个与三轴试样直径一致的圆柱体，所述圆柱体的一端开有一个与所述欲模拟结构物相匹配的窄槽，所述窄槽的深度大于等于所述欲模拟结构物的高度。
2.根据权利要求I所述的土与结构物接触三轴试样制备装置，其特征在于，所述圆柱体由钢或钢合金制备而成。
3.一种土与结构物接触三轴试样制备装置的使用方法，包括如下步骤(O安装试样底座、橡胶膜及对开模将所述橡胶膜一端套箍在所述试样底座上，在所述橡胶膜外安装所述对开模，并把所述对开模箍紧形成击实筒，将所述橡胶膜整理平整，所述橡胶模的另一端套箍在所述击实筒上部；(2)分层填筑向对开模内填土，当填筑土体高度低于所述欲模拟结构物高度时，使用所述圆柱体的窄槽一端击实填土；当填筑土体高度高于所述欲模拟结构物高度时，使用所述圆柱体的另一端击实填土；(3)控制试样击实高度当达到相应击实高度时停止击实，并在填筑层之间设置划痕以便于层与层之间土体紧密结合，避免存在明显薄弱面，影响试验结果，重复步骤(2)，直到试样制备完毕。
全文摘要
本发明公开一种土与结构物接触三轴试样制备装置，包括试样底座、橡胶膜、对开模及一个与三轴试样直径一致的圆柱体，所述圆柱体的一端开有一个与欲模拟结构物的宽度和高度完全一致的窄槽；本发明使接触面附近土体均匀压实，并且能够有效避免橡胶膜在试样制备过程中破损。即保证了试样的制备质量，又显著地提高了工作效率。
文档编号G01N1/28GK102607910SQ201210054500
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者吴强, 李想, 盛金昌, 罗玉龙, 詹美礼, 谯亮, 金袭 申请人:河海大学