CN209673467U - 模拟复合地层并预留注浆孔的试样制样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种模拟复合地层并预留注浆孔的试样制样装置。该装置主要包括：制模平台、分瓣铜套筒、铝套筒和注浆管。在水平放置的制模平台的底部中心设有开孔，将试样底座放置在所述制模平台上，将分瓣铜套筒垂直夹持在试样底座的四周，将铝套筒设置在分瓣铜套筒的内部中心位置，并与分瓣铜套筒同心，铝套筒固定安装在试样底座上，将注浆管垂直插入所述制模平台的开孔中，注浆管的顶部设置单向阀。本实用新型实现了模拟复合地层的浇筑制样法和压实制样法，解决了目前研究复合模拟复合地层试样中制样的困难，可以实现复合土层中泥水劈裂现象的模拟，为研究复合土层中泥水劈裂现象研究提供试验基础。

Description

模拟复合地层并预留注浆孔的试样制样装置

技术领域

本实用新型涉及土工试验制模技术领域，尤其涉及一种模拟复合地层并预留注浆孔的试样制样装置。

背景技术

土体中泥水劈裂现象相比于岩石还是一个较新的课题，目前关于土体劈裂试验的研究主要集中在启裂压力的研究，因此试样尺寸都比较小。如果想要对劈裂发生后的伸展现象继续深入研究，就需要加大试样的尺寸，让劈裂伸展有更大的空间。

目前，现有技术中的土工试验的制模方法均是针对小尺寸(直径10cm以内)试样，并且都是单一土层，对于复合地层的模拟相对少得多。因此，设计一种有效的模拟复合土层并预留注浆孔的大尺寸试样制样方法是一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种模拟复合地层并预留注浆孔的试样制样装置和方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

一种模拟复合地层并预留注浆孔的试样制样装置，包括:制模平台、分瓣铜套筒、铝套筒和注浆管；

在水平放置的制模平台的底部中心设有开孔，将试样底座放置在所述制模平台上，将所述分瓣铜套筒垂直夹持在试样底座的四周，将所述铝套筒设置在分瓣铜套筒的内部中心位置，并与所述分瓣铜套筒同心，所述铝套筒固定安装在所述试样底座上，将所述注浆管垂直插入所述制模平台的开孔中，所述注浆管的顶部设置单向阀。

优选地，所述铝套筒的一端焊有三角端头，该三角端头通过试样底座上的凹槽垂直固定在试样底座上。

优选地，所述铝套筒的另一端两侧各设置一个圆环把手，所述铝套筒的内部一侧设置有尺寸标记。

优选地，所述分瓣铜套筒的内部一侧设置尺寸标记。

优选地，所述装置还包括调配箱，所述调配箱的一端开口，另一端设置控制阀，在所述调配箱中配制试样，所述控制阀控制试样流出所述调配箱的流量。

优选地，所述装置还包括用于压实试样的压实板，压实板内设置多个用于试样表层刮毛的钢钉，所述钢钉的顶部连着弹簧，通过可卸压板对钢钉进行控制，当安装可卸压板时，钢钉被压入压实板中，当卸下可卸压板时，钢钉由于弹簧的作用被弹出，所述压实板的上部焊有一中空杆，所述中空杆的底部设置可卸端头，所述中空杆的直径等于所述注浆管的外径。

由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例实现了模拟复合地层的浇筑制样法和压实制样法，解决了目前研究复合模拟复合地层试样中制样的困难，可以实现复合土层中泥水劈裂现象的模拟，获得泥水在复合土层中劈裂压力及其发展的规律等特征，为研究复合土层中泥水劈裂现象研究提供试验基础。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种模拟复合地层并预留注浆孔的大尺寸试样制样装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种调配箱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种压实板的结构示意图。

附图标记：

1.制模平台 2.分瓣钢套筒 3.轻质铝套筒 4.尺寸标记 5.三角端头 6.圆环把手7.注浆管 8.单向阀 9.调配箱 10.控制阀 11.压实板 12.钢钉 13.弹簧 14.中空杆 15.可卸压板 16.可卸端头。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例设计了一种有效的模拟复合土层并预留注浆孔的大尺寸试样制样方法，为大尺寸土体泥水劈裂试验奠定基础，这对土体中的泥水劈裂研究研究具有重要意义。

本实用新型实施例提出了一种模拟复合地层并预留注浆孔的大尺寸试样制样方法，在实际应用中，将大于30cm的试样制称为大尺寸试样。

本实用新型可以实现复合土层中泥水劈裂现象的模拟，获得泥水在复合土层中劈裂压力及其发展的规律等特征。为研究复合土层中泥水劈裂现象研究提供试验基础。

本实用新型实施例提出的一种模拟复合地层并预留注浆孔的大尺寸试样制样装置的结构示意图如图1所示，包括如下的部件：

制模平台1，在水平放置的制模平台1上进行制模，制模平台1的中心设有开孔，该制模平台1与注浆系统连接。将试样底座放置在制模平台1上，制模平台1对试样底座取着支撑作用。

直径为R的分瓣铜套筒2，通过螺栓拼接垂直夹持在试样底座的四周。分瓣铜套筒2的内部一侧设置尺寸标记4。

直径为r的轻质铝套筒3设置在分瓣铜套筒2的内部中心位置，并与外侧的分瓣铜套筒2同心。铝套筒3的一端焊有三角端头5，该三角端头5通过试样底座上的凹槽垂直固定在试样底座上，铝套筒3的另一端两侧各有一个圆环把手6，方便制样时抽出。铝套筒3的内部一侧设置有尺寸标记4。

注浆管7垂直插入制模平台1的开孔中，注浆管7的顶部设置一单向阀8，该单向阀8保证制样时土颗粒不会进入到注浆管中。注浆管7既为了试样的开孔，也为了后续劈裂试验的注浆。

图2为本实用新型实施例提供的一种调配箱的结构示意图，调配箱9的一端开口，另一端设置一控制阀10，用于控制试样的流量。在使用过程中，调配箱9和其中的试样一起放置在铝套筒3的内部。在试验过程中调配箱设置在套筒的上方，控制阀可以伸进套筒里。

图3为本实用新型实施例提供的一种压实板的结构示意图，特制的压实板11用于压实试样，其中板内设置一系列长度为2cm、直径为2mm的钢钉12，钢钉12的顶部连着一系列弹簧13，通过可卸压板15对钢钉12进行控制，当安装可卸压板15时，钢钉被压入压实板11中，当卸下可卸压板15时，钢钉12由于弹簧13的作用被弹出，用于试样表层刮毛。压实板11的上部焊有一中空杆14，中空杆14的底部有一可卸端头16，中空杆14的直径等于注浆管的外径。

本实用新型实施例提供的一种基于上述的图1所示的模拟复合土层并预留注浆孔的大尺寸试样制样装置的试验方法，包括以下几个步骤：

若为浇筑制模(适合模拟粘性较大的黏土层)：

S1、在分瓣铜套筒2的内侧和轻质铝套筒3的内外侧刷满润滑油后，先将轻质铝套筒3嵌在试样底座上，再拼装分瓣铜套筒2，拧紧螺栓。

S2、将膨润土、高岭土、石膏粉和水在调配箱9中按照一定比例配成指定黏土I和II试样后，将装有所述黏土I和II试样的调配箱吊装至制模平台1的上方，调整好位置后，将控制阀10调到指定位置，保证两种黏土试样在套筒里等高地增长。

S3、当两种黏土试样高度达到指定高度时，关闭调配箱控制阀10，开始缓慢匀速地垂直向上提起轻质铝套筒3，让两种黏土试样在未凝结之前充分地合并。

S4、待两种黏土试样完全凝固后，卸下分瓣铜套筒2的螺栓，缓慢分开分瓣铜套筒2，待两种黏土试样静置24h后进行试验。

若为压实制模(适合模拟粘性较小或无粘性的扰动土样)：

S1、在分瓣铜套筒2内侧和轻质铝套筒3内外侧刷满润滑油后，先将轻质铝套筒嵌在试样底座上，再拼装分瓣铜套筒2，拧紧螺栓。

S2、视试样土体的松散程度分为n层压实，每层分别将一定质量的两种试样土体放置在分瓣钢套筒2和轻质铝套筒3中，其中分瓣钢套筒2内土的质量为轻质铝套筒3内土的质量为其中R和r分别为分瓣钢套筒2和轻质铝套筒3的半径；L为试样高度；ρ为土的密度；w为土的含水率，由常规土工测试得到；n为分层数。

缓慢垂直抽出轻质铝套筒3，通过直径为R的压实板11，将试样压实至处。

S3、卸下压实板11的可卸压板15，取下中空压实杆14的可卸端头15，通过旋转压实板11将试样表层刮毛后，将轻质铝套筒3插入试样中，而后倒入下一层的土样，安装可卸压板15，压实第二层填筑土体，如此往复直至试样高度超过注浆管的高度。

S4、重复步骤S3，但此时不用卸下中空压实杆14的可卸端头16，如此往复直至试样达到指定高度L。

S4、卸下分瓣铜套筒2的螺栓，缓慢分开铝套筒2，待试样静置一段时间后进行试验。

基于上述装置，具体实施时：

1.采用浇筑法时，若试样凝结较快可边浇筑边抽取轻质铝套筒。

2.采用压实法时，可事先计算好分层次数使得在压实过程中某一次能正好达到注浆管的高度。

综上所述，本实用新型实施例实现了模拟复合地层的浇筑制样法和压实制样法，解决了目前研究复合模拟复合地层试样中制样的困难，可以实现复合土层中泥水劈裂现象的模拟，获得泥水在复合土层中劈裂压力及其发展的规律等特征，为研究复合土层中泥水劈裂现象研究提供试验基础。

本实用新型能够在浇筑法和压实法中预留试样内部注浆孔，本实用新型所述方法原理简单、步骤明确。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种模拟复合地层并预留注浆孔的试样制样装置，其特征在于，包括:制模平台、分瓣铜套筒、铝套筒和注浆管；

在水平放置的制模平台的底部中心设有开孔，将试样底座放置在所述制模平台上，将所述分瓣铜套筒垂直夹持在试样底座的四周，将所述铝套筒设置在分瓣铜套筒的内部中心位置，并与所述分瓣铜套筒同心，所述铝套筒固定安装在所述试样底座上，将所述注浆管垂直插入所述制模平台的开孔中，所述注浆管的顶部设置单向阀。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述铝套筒的一端焊有三角端头，该三角端头通过试样底座上的凹槽垂直固定在试样底座上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述铝套筒的另一端两侧各设置一个圆环把手，所述铝套筒的内部一侧设置有尺寸标记。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分瓣铜套筒的内部一侧设置尺寸标记。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括调配箱，所述调配箱的一端开口，另一端设置控制阀，在所述调配箱中配制试样，所述控制阀控制试样流出所述调配箱的流量。

6.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于压实试样的压实板，压实板内设置多个用于试样表层刮毛的钢钉，所述钢钉的顶部连着弹簧，通过可卸压板对钢钉进行控制，当安装可卸压板时，钢钉被压入压实板中，当卸下可卸压板时，钢钉由于弹簧的作用被弹出，所述压实板的上部焊有一中空杆，所述中空杆的底部设置可卸端头，所述中空杆的直径等于所述注浆管的外径。