CN108956226B - 大尺寸水泥土试件成型装置及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大尺寸水泥土试件成型装置，包括无盖主体框架，所述框架内可拆卸卡设有若干隔板，所述隔板纵横交错将主体框架内部分割成若干隔间，所述隔板上设置有通孔。本发明通过隔板将主体框架划分为小隔间，能够通过将大试件划分为小试件的作法，保证试件的均匀性，装置各个单元可拆卸，组装便捷、操作简单。

Description

大尺寸水泥土试件成型装置及成型方法

技术领域

本发明涉及一种水泥土试件成型装置及方法，具体涉及一种大尺寸水泥土试件成型装置及成型方法。

背景技术

在岩土工程中往往会涉及软弱地基带来的各种问题：地基强度较低、特殊土的冻胀性、湿陷性和胀缩性、地基的压缩性过大、地基的不均匀沉降、在地震的情况下地基土在地震波的作用下产生液化现象等等。在目前的岩土工程中，水泥土搅拌桩是一种常用的软弱地基处理方法，因此，通过室内试验和现场试验研究水泥土搅拌桩复合地基荷载传递机理以及承载特性具有着重要意义。

为满足地基强度、变形及抗震等要求，必须对天然土层进行人工加固处理。目前为止，国内外地基处理方法多为通过复合地基以达到提高地基承载力、减少沉降的目的，但到除了文献中所述的理论少之又少，复合地基沉降计算水平远低于复合地基承载力计算水平，也远远落后工程实践的需要。随着理论的不断深入，试验中大试件模型则是必不可少的，而随着试件尺寸的增大，其均匀性就越难以保证，内部出现微裂缝和孔隙等缺陷的概率也会加大，出现应力集中现象导致实测数据的不精确，为理论推导带来不利影响。

现有用击实的方式来制备水泥土试件，来保证其内部均匀性，但是由于重力和浆料添加的方式，试件竖向很少出现微裂隙，而试件水平向的均匀性依旧得不到保证；还有采用振捣的方式来改善试件的均匀性，这种制备方法着实保证了其内部的均匀性，但是振捣因素的存在，导致了不同试件会具有不同的均匀性，振捣的时间也成为试验的影响因素之一，使得试验复杂化；再者利用胶粘剂对水泥土试件进行处理，进而改良大尺寸水泥土试件内部的均匀性，这种胶粘剂在粘接边界上作用，即为两种材料，胶粘剂与水泥土力学参数依旧存在一定的差异，使得试件不在为单一的水泥土试件。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种大尺寸水泥土试件成型装置及成型方法，解决大尺寸水泥土试件内部均匀性不好，成型复杂，容易出现裂纹的问题。

技术方案：本发明所述的大尺寸水泥土试件成型装置，其特征在于，包括无盖主体框架，所述框架内可拆卸卡设有若干隔板，所述隔板纵横交错将主体框架内部分割成若干隔间，所述隔板为中空结构，所述隔板顶板上设置有通孔。

为了方便水泥土浇筑及完成后的拆模，所述主体框架包括左右框架、前后框架和底板，所述左右框架、前后框架和底板铰接在一起。

为了方便拆卸安装，所述隔板包括两个可拆卸的分体，两个分体通过十字卡扣连接在一起。

为了方便内部隔板部分浇筑时，隔板的填充取出，所述主体框架和隔板均为透明塑料板。

所述的大尺寸水泥土试件成型装置的成型方法，包括以下步骤：

(1)将主体框架装配好，将隔板安装在主体框架内；

(2)先在主体框架内部隔板分割的隔间内开始浇筑水泥土，浇筑完成后通过隔板上的预留通孔进行挤压填充，水泥土会从底部开始填充，然后慢慢提起隔板，进行边浇筑边脱离隔板，最后完成浇筑，缝隙连接完成，依次完成各个隔板的填充取出；

(3)内部填充完成后对主体框架内部凹槽内多余水泥土进行切除；

(4)待泥土凝固成型，打开主体框架铰链，取出试件。

有益效果：本发明通过隔板将主体框架划分为小隔间，能够通过将大试件划分为小试件的作法，保证试件的均匀性，装置各个单元可拆卸，组装便捷、操作简单，各单元片的分工明确，隔板分体通过塑质榫槽和塑质榫头实现嵌锁式安全组装，通过透明塑料垫圈铰链插孔及其插头固定，实现双保险组装链接，制作模型时更稳定，同时链接设置方便脱模，同一尺寸的试件能够实现材料循环回收利用，实用性强。

附图说明

图1为所有结构单元片整体连接的结构示意图；

图2为前后框架的结构示意图；

图3为前后框架的俯视图结构示意图；

图4为左右框架的结构示意图；

图5为左右框架的俯视图；

图6为底板的结构示意图；

图7为内部隔板拆分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1-5所示，大尺寸水泥土试件成型装置，包括两个相对设置的前后框架1和两个相对设置的左右框架2，以及底板3，总共五个单元片围成一个无盖的矩形主体框架，内部可拆卸卡设有若干隔板，隔板纵横交错将主体框架内部分割成若干隔间，隔板为中空结构，隔板顶板上设置有通孔17，顶板上通孔旁设置有提手18，隔板上的顶板是与隔板是一体结构，孔洞与下面的镂空设计形成压力差，在孔洞处密封注入水泥土，压力会对隔板产生向上的力，如果产生的力不足以将隔板弹出，就在边填充边拉起提手慢慢取出隔板。隔板由分体结构单元片4，分体结构单元片5，十字卡扣6相互嵌合而成，装置减少大尺寸水泥土试件制备过程中内部微裂隙的产生，提高试件内部的均匀性，提高实验结果的可靠性。前后框架、左右框架和底板均为透明塑料板结构，前后框架1的两边均设有两个软塑料片，自上而下位置分别为距顶部2cm和11.5cm处，在软塑料片上设有铰链插孔7，在左右框架2的外表面设有与铰链插孔7配对使用的插头8，通过插头8实现门栓式嵌锁组合连接，同理可将底板的铰链插孔9与前后框架和左右框架的铰链插孔配对使用的插头10连接构成主体框架；内部通过隔板分体结构单元片4的凸侧11与前后框架和左右框架的凹槽12相连，“凹”侧13与十字卡扣6的“凸”侧15相连，十字卡扣另外一侧的“凸”侧15与分体结构单元片5的“凹”侧14相连。待水泥土试件浇筑完成，内部结构单元空间连接结束，将试件多余的水泥土切除，最后待试件凝固成型，将第一二类单元片的铰链打开，方便脱模，最后取出模型进行试验。

在使用以上装置时，将主体框架的三个单元装配好，按照瞬间将铰链插孔连接，外边框成型；按照上述连接方法将内部各单元装配在各分割区域的凹槽上，然后检查固定情况；先在内部的9个小试件空间开始浇筑水泥土；内部浇筑完成后开始进行四五六类结构单元的填充，从上部的预留孔洞挤压填充，水泥土会从底部开始填充。由于结构单元为无底结构，从孔洞填充水泥土时，会形成半封闭的空间，填充的进行会产生内部的压力，从而将已填充的空间进行压实挤密，然后慢慢提起单元片，进行边浇筑，边脱离单元片，最后完成浇筑，缝隙连接完成；依次完成内部单元片的填充取出；内部填充完成，所有内部单元片取出结束，进行切除在前后框架和左右框架内的“凹”形槽内有多余水泥土；待模型凝固成型，打开主体框架侧壁的铰链插孔，使其平整的铺展，方便取出试件，然后进行试验。

本发明中，各小试件之间有为待通孔的隔板，通过挤压填充的方式来进行隔板单元填充并取出，进而完成试件的连接，进而保证连接处的均匀性。铰链插孔和铰链插孔配对使用的插头，实现了模具的可拆卸性，可进行外边框的连接，待内部小试件连接完成后，带试件凝固，可拆卸插头，使得主体框架的各个单元平铺下来，进而更容易的取出水泥土试件，主体框架内侧设有凹形轨道，在轨道上的凹形壁内设有缺口方便内部构件的连接与多余水泥土的切除，更合理的保证了试件的外围平整尺寸，隔板上部有孔洞，待隔板两侧水泥土浇筑完成后，通过孔洞向间隙中注浆料，利用外部注射器注射浆料同时提供了压力并慢慢提起单元片，因压力作用会使得两侧水泥土连接较好，减少了微裂隙出现的概率。本发明采用透明塑料板材料制成，组装便捷、操作简单，各单元片的分工明确，通过塑质榫槽和塑质榫头实现嵌锁式安全组装，通过透明塑料垫圈铰链插孔及其插头门栓式固定，实现双保险组装链接，制作模型时更稳定，同时链接设置方便脱模。

Claims (4)

1.一种大尺寸水泥土试件成型装置，其特征在于，包括无盖主体框架，所述主体框架包括左右框架（2）、前后框架（1）和底板（3），所述左右框架（2）、前后框架（1）和底板（3）铰接在一起，所述主体框架内可拆卸卡设有若干隔板，所述隔板纵横交错将主体框架内部分割成若干隔间，所述隔板为中空结构，所述隔板顶板上设置有通孔。

2.根据权利要求1所述的大尺寸水泥土试件成型装置，其特征在于，所述隔板包括两个可拆卸的分体，两个分体通过十字卡扣（6）连接在一起。

3.根据权利要求1所述的大尺寸水泥土试件成型装置，其特征在于，所述主体框架和隔板均为透明塑料板。

4.如权利要求1所述的大尺寸水泥土试件成型装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将主体框架装配好，将隔板安装在主体框架内；

（2）先在主体框架内部隔板分割的隔间内开始浇筑水泥土，浇筑完成后通过隔板上的预留通孔进行挤压填充，水泥土会从底部开始填充，然后慢慢提起隔板，边浇筑边脱离隔板，最后完成浇筑，缝隙连接完成，依次完成各个隔板的填充取出；

（3）内部填充完成后对主体框架内部凹槽内多余水泥土进行切除；

（4）待泥土凝固成型，打开主体框架铰链，取出试件。

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