靜壓式三軸飽和器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種靜壓式三軸飽和器，能夠使巖/土樣品自由膨脹至吸水飽和、變形穩(wěn)定，且不易崩解。該飽和器包括底座、頂蓋、透水石、圓模、拉桿，所述底座與頂蓋分別沿各自軸線設(shè)有二階通孔，繞各自凸緣對應(yīng)設(shè)有連接孔；所述透水石設(shè)置于底座階孔內(nèi)，所述圓模下端置于底座階孔內(nèi)，且圓模下端與透水石上表面貼附，所述圓模上端置于頂蓋階孔內(nèi)；所述拉桿對應(yīng)穿過頂蓋與底座的連接孔并旋緊螺母將底座、透水石、圓模、頂蓋固位一體，頂蓋上表面向上沿其軸線設(shè)有管體，還包括一個壓頭，所述壓頭主體橫截面與管體內(nèi)壁橫截面相同，可以安插在管體內(nèi)。
【專利說明】
靜壓式三軸飽和器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種巖土工程實(shí)驗裝置，尤其涉及一種靜壓式三軸飽和器。

【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)三軸試驗是巖土工程建設(shè)和科學(xué)研究中常用的技術(shù)手段，是獲取可靠巖土體物理力學(xué)參數(shù)，為巖土工程設(shè)計和施工提供正確決策的重要依據(jù)。規(guī)范要求對于在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行的巖土工程，在獲取巖土體力學(xué)參數(shù)指標(biāo)時，須依據(jù)室內(nèi)三軸試驗的結(jié)果。目前，常規(guī)室內(nèi)三軸試驗樣品為圓柱形樣品，在進(jìn)行樣品飽和時，通常采用的是包括了底座、固定板、頂座、夾板、拉桿、透水石、圓模和緊箍的飽和器。
[0003]這種飽和器可用于大多數(shù)三軸巖樣/ 土樣的飽和制備，但對于類似膨脹巖/ 土內(nèi)部具有膨脹勢且土體體積變化受水份浸入影響很大的土類則存在難以克服的缺點(diǎn):(I)膨脹巖/ 土礦物成分以蒙脫石為主，巖土體體積受水分變化影響顯著，強(qiáng)膨脹土的自由膨脹率可高達(dá)160%，內(nèi)在膨脹力可高達(dá)1.8MPa，若采用通常的飽和器對三軸樣品進(jìn)行飽和，受到變形約束，膨脹力可導(dǎo)致飽和器的變形損壞；同時，巖/ 土三軸樣品外圍最先與水接觸吸水膨脹，因受到變形約束，使原本滲透性低的膨脹巖/ 土樣的滲透系數(shù)更低，從而導(dǎo)致整個試樣浸水飽和很難均勻，且飽和需要很長時間。(2)采用通常飽和器制備的膨脹巖/ 土樣，因受到變形約束，在飽和器中飽和前后的巖/ 土樣的體積和密度是已知的，而一旦從飽和器中取出，放入三軸試驗室內(nèi)進(jìn)行試驗時，士樣從受到圓形瓣模的約束轉(zhuǎn)變?yōu)槭軓椥韵鹌つ＜s束，膨脹勢得以釋放，土樣會在三軸剪切試驗的過程中繼續(xù)產(chǎn)生膨脹變形，不僅引起試樣的初始狀態(tài)發(fā)生變化，而且還會導(dǎo)致剪切試驗的試樣體變與樣品自身的膨脹變形難以區(qū)分，造成試驗結(jié)果無法分析。因此，必須開發(fā)一種能允許膨脹巖/土樣充分吸水飽和的飽和器，且待其體積膨脹至穩(wěn)定后取出，重新切削恢復(fù)原始三軸樣品尺寸，再重新計算出巖/ 土樣的初始密度，而后進(jìn)行三軸剪切試驗，可以克服上述傳統(tǒng)飽和器的缺陷，滿足膨脹巖/ 土三軸樣品的飽和制備。
[0004]目前，在實(shí)際操作中，也有不采用飽和器而直接將加工成型的三軸巖/土樣裸置于水中進(jìn)行飽和的方法，該方法中巖/ 土樣的膨脹雖不受約束，但因膨脹巖/ 土樣具有多裂隙性和遇水崩解性，浸水飽和的過程中會出現(xiàn)樣品崩解或脫落現(xiàn)象，導(dǎo)致樣品損壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種能使巖/ 土樣品自由膨脹至吸水飽和、變形穩(wěn)定，且不易崩解，操作方便的靜壓式三軸飽和器。
[0006]本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器，包括底座、頂蓋、透水石、圓模、拉桿，所述底座與頂蓋分別沿各自軸線設(shè)有二階通孔，繞各自凸緣對應(yīng)設(shè)有連接孔；所述透水石設(shè)置于底座階孔內(nèi)，所述圓模下端置于底座階孔內(nèi)，且圓模下端與透水石上表面貼附，所述圓模上端置于頂蓋階孔內(nèi)；所述拉桿對應(yīng)穿過頂蓋與底座的連接孔并旋緊螺母將底座、透水石、圓模、頂蓋固位一體；頂蓋上表面向上沿其軸線設(shè)有管體，還包括一個壓頭，所述壓頭主體橫截面與管體內(nèi)壁橫截面相同，可以安插在管體內(nèi)。
[0007]本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器，還包括一個套箍，所述套箍于圓模外表面箍緊圓模。
[0008]本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器，其中所述底座與頂蓋分別沿各自軸線設(shè)有二階通孔為圓形。
[0009]本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器，其中所述底座與頂蓋分別沿各自軸線設(shè)有二階通孔為方形。
[0010]本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器，其中所述壓頭頂端設(shè)有凸緣。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:一種靜壓式三軸飽和器，由于采用了可沿管體內(nèi)壁滑動的壓頭，因此飽和器的容積會隨著巖土體積的變化而自我調(diào)節(jié)，即使在巖/ 土樣品浸水飽和過程中，也不會出現(xiàn)飽和器的損壞變形；另外由于巖/ 土樣品的外圍與飽和器一直貼附，所以也不會出現(xiàn)樣品外圍的剝離；同時由于飽和器的圓模形狀固定，所以在浸水飽和時巖/ 土樣品的橫截面不會發(fā)生變化，只會長度上變長，因此只需從長度上截取而不需在圓周上切削即可得到原始的三軸樣品尺寸，快速高效。該飽和器的二階通孔既可以選擇為圓形也可以選擇為方形，不僅豐富了飽和器的種類，而且在飽和器的制作工藝上有了更靈活的選擇；其壓頭頂端設(shè)有凸緣，消除了了壓頭掉進(jìn)飽和器腔體內(nèi)的隱患，而且便于使用者對其的控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器作進(jìn)一步說明。
[0013]圖1為本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器的頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器的底座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器的壓頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，1.底座，11.下凸緣，12.圓形通孔，2.頂蓋，21.上凸緣，22.圓形通孔，23.管體，3.透水石，4.圓模，5.拉桿，6.壓頭，61.主體，62.凸緣，7.套箍。
[0018]

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器，包括底座1、頂蓋2、透水石3、圓模4、拉桿5 ;底座I沿其軸線設(shè)有二階方形或圓形通孔12，繞下凸緣11設(shè)有三個連接孔；頂蓋2沿其軸線設(shè)有二階方形或圓形通孔22，繞上凸緣21設(shè)有三個連接孔；透水石3設(shè)置于底座I階孔內(nèi)，圓模4下端置于底座I階孔內(nèi)，且圓模4下端與透水石3上表面貼附，圓模4上端置于頂蓋2階孔內(nèi)；拉桿5對應(yīng)穿過頂蓋2與底座I的連接孔并通過旋緊螺母將底座1、透水石3、圓模4、頂蓋2固為一體。頂蓋2上表面向上沿其軸線設(shè)有管體23,還包括一個壓頭6,壓頭6包括主體61與凸緣62,主體61橫截面與管體23內(nèi)壁橫截面相同，主體61可以安插在管體23內(nèi)。還包括一個套箍7,套箍7于圓模4外表面箍緊圓模4。
[0020]使用本實(shí)用新型靜壓式三軸飽和器的過程如下:首先向飽和器腔體內(nèi)放入適量巖/ 土，然后將壓頭6插進(jìn)管體23，直至觸壓到巖/ 土樣品，然后將飽和器浸入水中預(yù)設(shè)時間直至巖/ 土樣本完全飽和，然后將飽和器從水中取出靜置一段時間，拆卸飽和器取出已飽和的巖/ 土樣本。
[0021]其中，在飽和器浸入水中后，壓頭6會隨著巖/ 土體積的變化而在管體23內(nèi)上下移動。
[0022]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種靜壓式三軸飽和器，包括底座(I)、頂蓋(2)、透水石(3)、圓模(4)、拉桿(5)，所述底座(I)與頂蓋(2)分別沿各自軸線設(shè)有二階通孔，繞各自凸緣對應(yīng)設(shè)有連接孔；所述透水石(3)設(shè)置于底座階孔內(nèi)，所述圓模(4)下端置于底座階孔內(nèi)，且圓模(4)下端與透水石(3)上表面貼附，所述圓模(4)上端置于頂蓋(2)階孔內(nèi)；所述拉桿(5)對應(yīng)穿過頂蓋(2)與底座(I)的連接孔并旋緊螺母將底座(I)、透水石(3)、圓模(4)、頂蓋(2)固位一體，其特征在于:頂蓋(2)上表面向上沿其軸線設(shè)有管體(23)，還包括一個壓頭(6)，所述壓頭主體(61)橫截面與管體(23)內(nèi)壁橫截面相同。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的靜壓式三軸飽和器，其特征在于:還包括一個套箍(7)，所述套箍(7)于圓模(4)外表面箍緊圓模(4)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的靜壓式三軸飽和器，其特征在于:所述底座(I)與頂蓋(2)分別沿各自軸線設(shè)有二階通孔為圓形。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的靜壓式三軸飽和器，其特征在于:所述底座(I)與頂蓋(2)分別沿各自軸線設(shè)有二階通孔為方形。
5.據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的靜壓式三軸飽和器，其特征在于:所述壓頭(6)頂端設(shè)有凸緣(62)。
【文檔編號】G01N1/28GK204085980SQ201420551775
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】王亞東, 崔燦, 陳慶賀, 徐德志, 王海洋 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)