一种生土基材料的制样方法及压制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种生土基材料的制样方法及压制装置，包括在模具内涂抹润滑油层，将生土基材料分层装入模具内，每铺一层生土基材料，通过千斤顶对模具内的生土基材料层进行压实即得待测试样；千斤顶的压实速率为0.5mm/s，千斤顶的压实压力为18～19KN，千斤顶的压实时间为3～5min；压制装置包括试验台，试验台由上到下依次沿水平方向并列设置第一平台和第二平台，在第二平台上沿竖向由下到上依次同轴设置千斤顶、垫片、模具和压柱，压柱的顶端与第一平台顶紧，通过对比传统的锤击试验、压力机压实试验与千斤顶的压实试验可知，千斤顶压实的试件的抗压强度比其他两种试验方法压实的试件抗压强度都要稳定，试件整体变形较好，试件受压时具有较好的延性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于土木工程领域中建筑结构领域，具体为一种生土材料的制样方法及压制装置。
技术介绍
击实试验是用锤击实土样以了解土的压实特性的一种方法。这个方法是用不同的击实功(锤重×落距×锤击次数)分别锤击不同含水量的土样，并测定相应的干容重，从而求得最大干容重、最优含水量，为填土工程的设计、施工提供依据。传统的击实试验，是采用圆柱形击实桶和圆柱形的重力击实锤进行分层夯实，但其使用起来较为繁琐，人为因素对试验影响较大，效率较低。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术的目的在于提供一种生土材料的制样方法及压制装置，该方法和模具提高了生土材料的制样效率，通过每个阶段对施加压力的控制，减少人为因素对生土材料制样的影响，机械化程度更高，使用起来更加简易，易于推广。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种生土基材料的制样方法，包括在模具内涂抹润滑油层，将生土基材料分层装入模具内，每铺一层生土基材料，通过千斤顶对模具内的生土基材料层进行压实即得待测试样；千斤顶的压实速率为0.5mm/s，千斤顶的压实压力为18～19KN，千斤顶的压实时间为3～5min。进一步的，将制作好的带有模具的试样静置一昼夜再拆除模具，拆除模具后的试样放在室内养护28天，养护温度为20℃±5℃，养护湿度为15％～25％。具体的，所述的制备得到的生土基材料的试样形状为立方体状。该制样方法采用压制装置实现，所述的压制装置包括试验台，试验台由上到下依次沿水平方向并列设置第一平台和第二平台，在第二平台上沿竖向由下到上依次同轴设置千斤顶、模具和压柱，压柱的顶端与第一平台顶紧。进一步的，在模具和压柱之间还同轴设置挡箍，挡箍的顶端套接在压柱外，挡箍的底端套接在模具外，压柱穿过挡箍对模具内的生土基材料进行压实。具体的，所述的模具为立方体状的模具，压柱的横切面为方形，挡箍的横切面为长方形。详细的，所述的立方体状的模具的长×宽×高为150mm×150mm×150mm，压柱的横切面的边长为147mm，挡箍的顶端横切面的长×宽为180mm×150mm,挡箍的底端横切面的长×宽为200mm×180mm。具体的，所述的压柱及挡箍的制作材料为有机玻璃，所述的模具为钢制模具。实现所述的制样方法的压制装置，包括试验台，试验台由上到下依次沿水平方向并列设置第一平台和第二平台，在第二平台上沿竖向由下到上依次同轴设置千斤顶、模具和压柱，压柱的顶端与第一平台顶紧。本专利技术的优点为：(1)本专利技术的生土基材料的制样方法，利用千斤顶对模具内的每层生土基材料层进行压实得到最终的试样，并通过对千斤顶的压实速率、压实压力及压实时间的研究，得到了能保证最终制得的生土基材料试样整体性能较优的制备条件，且通过对比传统的锤击试验、压力机压实试验与千斤顶的抗压试验可知，千斤顶压实的试件的抗压强度比其他两种试验方法压实的试件抗压强度都要稳定，试件的密集度好，土粒之间的粘聚力高，千斤顶压实的10个试件数据偏差最小，对比峰值位移可以发现，千斤顶压实的试件整体变形较好，试件受压时具有较好的延性；(2)本专利技术的实现制样方法的压制装置，包括试验台，试验台由上到下依次沿水平方向并列设置第一平台和第二平台，在第二平台上沿竖向由下到上依次同轴设置千斤顶、垫片、模具和压柱，压柱的顶端与第一平台顶紧，通过千斤顶将垫片与模具一起向上匀速顶起运动，使顶端的压柱压入模具内对模具内的生土基材料进行压实制备得到所需试样，不仅制作过程可控，且制作过程简单易实施；(3)因为松散的土体积比压实土的体积大，所以要压实成试模那么大的土体，在加土时会有一部分土体露在试模外面，因此，本专利技术在压柱与模具之间加设挡箍，箍住多余的土的，不仅方便了制样过程，同时还有利于压柱准确的压入模具内；(4)本专利技术的挡箍的顶端尺寸和底端尺寸不同，底端面积大于顶端面积，方便底端套接在模具外顶端套接在压柱外，且挡箍是一个长方形的构件，套接在方形的模具和压柱后可留有一定的缝隙，在压住压实过程中将土颗粒之间的空气排出，使得压实效果更好，也为了防止制造偏差，保证 压柱顺利压入挡箍和模具内；(5)本专利技术的压柱及挡箍的制作材料为有机玻璃，模具为钢制模具，垫片为钢制垫片，利用有机玻璃较大的刚度和较好的平整度，组成可以套在150mm×150mm×150mm钢制模具上约束压柱向下运动的挡箍，由于有机玻璃之间摩擦力较小，有机玻璃压柱在有机玻璃挡箍内滑动更为流畅。附图说明图1为本专利技术生土基材料的压制装置的整体结构示意图；图2为第一挡板的正视图；图3为图2的右视图；图4为图2的俯视图；图5为第二挡板的正视图；图6为图5的右视图；图7为图5的俯视图；图中各标号表示为：1-试验台、11-第一平台、12-第二平台、13-锚固构件、2-千斤顶、3-模具、4-挡箍、41-第一挡板、42-第二挡板、5-压柱；以下结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术做具体说明。具体实施方式本专利技术的生土基材料的制样方法，包括在模具内涂抹润滑油层，将生土基材料分层装入模具内，每铺一层生土基材料，通过千斤顶对模具内的生土基材料层进行压实；千斤顶的压实速率为0.5mm/s，千斤顶的压实压力为18～19KN，千斤顶的压实时间为3～5min。将制作好的试样静置一昼夜再拆除模具，拆除模具后的试样放在室内养护28天，养护温度为20℃±5℃，养护湿度为15％～25％。制备得到的生土基材料的试样形状为立方体状。结合图1，实现制样方法的压制装置包括试验台1，试验台1为在四个方向垂直于平面设置四个立柱，试验台1由上到下依次沿水平方向并列设置第一平台11和第二平台12，第一平台11和第二平台12分别通过锚固构件13固定在四个立柱上，例如锚固构件13为螺栓或法兰构件，在第二平台12上沿竖向由下到上依次同轴设置千斤顶2、模具3和压柱5，压柱5的顶端与第一平台11顶紧。在模具3和压柱5之间还同轴设置挡箍4，挡箍4的顶端套接在压柱5外，挡箍4的底端套接在模具3外，压柱5穿过挡箍4对模具3内的生土基材料进行压实。模具4为立方体状的模具，压柱5的横切面为方形，挡箍4的横切面为长方形。立方体状的模具3的长×宽×高为150mm×150mm×150mm，压柱5的横切面的边长为147mm，压柱5的高为200mm，挡箍4的顶端横切面的长×宽为180mm×150mm,挡箍4的底端横切面的长×宽为200mm×180mm。本专利技术的压柱5和挡箍4由有机玻璃材料制成，有机玻璃挡箍4由四块加工好的有机玻璃挡板互相粘结组成，具体见图2-7，挡板包括第一挡板41和第二挡板42，第二挡板42的底端设置卡槽，组装后两个第一挡板41和两个第二挡板42通过卡槽插接并粘结固定；压柱5和挡箍4间沿一个方向的两端各预留出5mm的空间，使得生土材料在被压实时，材料之间的空气可以从缝隙中排出，有利于试件的密实，挡箍4采用厚度约为15mm的具有较大刚度的有机玻璃粘结而成。挡箍4的高度刚好适用于最后一次添加生土基材料的量，不宜过高或过低，这样既能保持压实的质量，也能节约材料。优选的，本专利技术采用150mm×150mm×150mm的钢制模具3进行试验研究，钢制模具3的结构与混凝土试模的结构一致，围板和底板之间采用螺栓连接，为防止胀模，相邻的围板连接处设有卡槽；为方便土中气体的排出，围板与底板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生土基材料的制样方法，包括在模具内涂抹润滑油层，将生土基材料分层装入模具内，其特征在于，每铺一层生土基材料，通过千斤顶对模具内的生土基材料层进行压实即得待测试样；千斤顶的压实速率为0.5mm/s，千斤顶的压实压力为18～19KN，千斤顶的压实时间为3～5min。

【技术特征摘要】
1.一种生土基材料的制样方法，包括在模具内涂抹润滑油层，将生土基材料分层装入模具内，其特征在于，每铺一层生土基材料，通过千斤顶对模具内的生土基材料层进行压实即得待测试样；千斤顶的压实速率为0.5mm/s，千斤顶的压实压力为18～19KN，千斤顶的压实时间为3～5min。2.如权利要求1所述的生土基材料的制样方法，其特征在于，将制作好的带有模具的试样静置一昼夜再拆除模具，拆除模具后的试样放在室内养护28天，养护温度为20℃±5℃，养护湿度为15％～25％。3.如权利要求1或2所述的生土基材料的制样方法，其特征在于，所述的制备得到的生土基材料的试样形状为立方体状。4.如权利要求1或2所述的生土基材料的制样方法，其特征在于，该制样方法采用压制装置实现，所述的压制装置包括试验台(1)，试验台(1)由上到下依次沿水平方向并列设置第一平台(11)和第二平台(12)，在第二平台(12)上沿竖向由下到上依次同轴设置千斤顶(2)、模具(3)和压柱(5)，压柱(5)的顶端与第一平台(11)顶紧。5.如权利要求4所述的生土基材料的制样方法，其特征在于，在模具(3)和压柱(5)之间还同轴设置挡箍(4)，挡箍(4)的顶端套接在压柱(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅红，仲继清，万虹宇，张坤，刘奇佶，刘芳，丁思远，孙艺嘉，侍雪雷，石丹，刘瑞元，徐荀，吴琴容，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61