本發(fā)明涉及一種環(huán)剪試驗(yàn)試樣制作方法。

背景技術(shù)：

近年來，環(huán)剪試驗(yàn)已成為對(duì)大變形條件下土體強(qiáng)度的研究的主要方法，許多國家也對(duì)環(huán)剪儀的開發(fā)及應(yīng)用展開了長期而又深入的研究，以達(dá)到增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的目的。但是對(duì)于環(huán)剪試驗(yàn)試樣制備并未進(jìn)行深入的探究。試樣的制備仍采用傳統(tǒng)的制備方法。傳統(tǒng)的試樣制備方法主要是：先利用擊實(shí)法或固結(jié)法制備所需的重塑土樣，再用薄壁型環(huán)刀切去上、下多余的部分，以及用小尺寸環(huán)刀去除中間部分使之形成空心試樣。

傳統(tǒng)的試驗(yàn)手段及方法在操作過程中就會(huì)產(chǎn)生許多不可避免的誤差。首先，試樣的體積不能被精準(zhǔn)的控制，這對(duì)于密度要求較高的試驗(yàn)而言會(huì)產(chǎn)生很大的誤差，其次，在操作過程中會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生擠壓。使土體在進(jìn)行試驗(yàn)前產(chǎn)生變形；最后對(duì)于泡沫輕質(zhì)土等類型的土樣，其結(jié)構(gòu)具有大孔隙，不適合切割，因此以往的切挖的方法會(huì)對(duì)土樣的外壁還有內(nèi)壁造成損害，不能使試樣尺寸更加準(zhǔn)確等。

基于上述情況，有必要研究一種操作簡單、精準(zhǔn)且對(duì)需要制備的土樣最小損害的發(fā)泡式環(huán)剪試樣制作方法，以此滿足科研的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)泡式環(huán)剪試樣制作方法，以此來有效的解決上述傳統(tǒng)環(huán)剪試驗(yàn)試樣制備的缺點(diǎn)，減少制樣過程的操作誤差，提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種發(fā)泡式環(huán)剪試樣制作方法，所采用的制作模具包括底座3，其特征在于，所述的模具還包括內(nèi)環(huán)1、外環(huán)2、底座3及環(huán)形蓋4，在底座上開設(shè)有分別用以容納內(nèi)環(huán)1和外環(huán)2的環(huán)形內(nèi)槽和環(huán)形外槽，環(huán)形內(nèi)槽和環(huán)形外槽同心，所述的外環(huán)2由兩個(gè)以上的環(huán)弧圍成；環(huán)形蓋4的內(nèi)徑與內(nèi)環(huán)1的外徑相匹配，外徑與外環(huán)2的內(nèi)徑相匹配，根據(jù)需要制作的模具的高度確定環(huán)形蓋的高度；在內(nèi)環(huán)1、外環(huán)2和環(huán)形蓋4上分布有多個(gè)通孔，制作步驟包括：

(1)準(zhǔn)備原料：將原狀軟粘土完全烘干，粉碎并過篩，取出土中雜物，得到干土，按一定比例稱量干土、固化劑、發(fā)泡劑及水；

(2)準(zhǔn)備模具：將內(nèi)環(huán)1的外側(cè)、外環(huán)2的內(nèi)側(cè)、底座3上部包裹透氣不透水膜；

(3)試樣制備：將稱量的干土、固化劑、發(fā)泡劑及水?dāng)嚢杈鶆?，攪拌均勻，倒入模具中，并擊?shí)；

(4)試樣養(yǎng)護(hù)：在試樣的上方放透氣不透水膜，再調(diào)整環(huán)形蓋4的高度，對(duì)試樣封口養(yǎng)護(hù)；

(5)脫模取樣：取下環(huán)形蓋4，將試樣連帶內(nèi)環(huán)1、外環(huán)2從底座3上取下，然后將外環(huán)2掰開，輕敲內(nèi)環(huán)1將其脫出，最終取出試樣，制樣結(jié)束。

本發(fā)明與傳統(tǒng)的技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

第一，試樣脫模更加簡單，避免傳統(tǒng)試樣需要脫模器對(duì)試樣一端壓力所造成的擾動(dòng)；

第二，滿足重塑土的制備條件，避免傳統(tǒng)切削大試樣才能得到環(huán)形試樣的人為誤差，以及對(duì)土體的擾動(dòng)性；

第三，滿足會(huì)發(fā)生膨脹的發(fā)泡輕質(zhì)土在規(guī)定體積內(nèi)發(fā)泡成型，且體積可調(diào)；模具內(nèi)壁附透氣不透水膜，這樣滿足試樣在養(yǎng)護(hù)過程中透氣性，保持內(nèi)外溫度一致。

總之，利用本模具制備試樣可以有效地控制環(huán)剪試驗(yàn)在制樣過程中所產(chǎn)生的誤差。

附圖說明

圖1含孔環(huán)剪試驗(yàn)試樣模具俯瞰圖

圖2含孔環(huán)剪試驗(yàn)試樣模具剖面圖

圖中標(biāo)號(hào)說明：1內(nèi)環(huán)；2外環(huán)；3底座；4環(huán)形蓋；5支柱。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉一下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明首先提供的一種環(huán)剪試驗(yàn)試樣制作模具，可制作發(fā)泡試樣例如固化輕質(zhì)土，由內(nèi)環(huán)1、外環(huán)2、底座3及環(huán)形蓋4組成。

模具采用不銹鋼材料，以強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度，保證試樣的精準(zhǔn)性。

模具的內(nèi)環(huán)壁1、外環(huán)壁2均分兩半，試樣養(yǎng)護(hù)完畢后直接掰開模具取出試樣，避免常規(guī)脫模對(duì)試樣的擠壓。

內(nèi)環(huán)1、外環(huán)2以鑲嵌的形式固定于底座，底座鑲嵌槽子(圖中未畫出)深度為3-4mm左右，以便于試樣成型后直接拔出模具。

模具的環(huán)形蓋4連接兩個(gè)可以固定在鋼板底座3上的柱子5，該柱子5以螺紋形式固定在底座3上，環(huán)形蓋與柱子間以2mm寬的壁連接，因此造成的半圓之間的空隙用透氣不透水紙?jiān)诃h(huán)形外壁的內(nèi)側(cè)貼補(bǔ)。保證土樣不會(huì)流出的同時(shí)，以便于調(diào)節(jié)環(huán)形蓋4的高度來達(dá)到控制試樣體積的目的。

利用模具制備發(fā)泡試樣，該模具內(nèi)環(huán)壁1、外環(huán)壁2以及環(huán)形蓋4均密布打孔，以便于試樣在養(yǎng)護(hù)期間氣體的流通。并且在環(huán)內(nèi)壁以及底鋪同樣大小的透氣不透水紙，以保證試樣透氣但不會(huì)水流失，制備完成后在環(huán)形蓋上粘結(jié)同樣環(huán)形大小的透氣不透水紙封蓋。

利用此環(huán)剪試樣模具制備固化輕質(zhì)土的環(huán)剪試樣，具體步驟如下：

(6)準(zhǔn)備原料：將原狀軟粘土完全烘干，用粉碎機(jī)將其粉碎過1mm的篩，取出土中雜物，按一定比例稱量干土、固化劑、發(fā)泡劑及水；

(7)準(zhǔn)備模具：本次制樣利用本發(fā)明的含孔模具，將內(nèi)環(huán)1的外側(cè)、外環(huán)2的內(nèi)側(cè)、底座3上部包裹透氣不透水膜；

(8)試樣制備：將稱量的干土、固化劑、發(fā)泡劑及水?dāng)嚢杈鶆颍瑪嚢杈鶆?，分三次倒入模具中，并用擊?shí)儀擊實(shí)，

(9)試樣養(yǎng)護(hù)：在試樣的上方放透氣不透水膜，再調(diào)整環(huán)形蓋4的高度，對(duì)試樣進(jìn)行封口養(yǎng)護(hù)28天；養(yǎng)護(hù)期間保持溫度24℃和濕度60左右固定。

(10)脫模取樣：取下環(huán)形蓋4，將試樣(連帶內(nèi)1、外2環(huán))從底座3上取下，然后將外環(huán)2掰開，輕敲內(nèi)環(huán)1將其脫出，最終取出試樣，制樣結(jié)束。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種發(fā)泡式環(huán)剪試樣制作方法，所采用的制作模具包括底座(3)，其特征在于，所述的模具還包括內(nèi)環(huán)(1)、外環(huán)(2)、底座(3)及環(huán)形蓋(4)，在底座上開設(shè)有分別用以容納內(nèi)環(huán)(1)和外環(huán)(2)的環(huán)形內(nèi)槽和環(huán)形外槽，環(huán)形內(nèi)槽和環(huán)形外槽同心，所述的外環(huán)(2)由兩個(gè)以上的環(huán)弧圍成；環(huán)形蓋(4)的內(nèi)徑與內(nèi)環(huán)(1)的外徑相匹配，外徑與外環(huán)(2)的內(nèi)徑相匹配，根據(jù)需要制作的模具的高度確定環(huán)形蓋的高度；在內(nèi)環(huán)(1)、外環(huán)(2)和環(huán)形蓋(4)上分布有多個(gè)通孔。

技術(shù)研發(fā)人員：楊愛武;陳立杰;胡垚;袁鵬會(huì)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津城建大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.26
技術(shù)公布日：2017.09.19