一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置及制样方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114964963A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210555600.9(22)申请日2022.05.20(71)申请人湖北工程学院地址432000湖北省孝感市交通大道272号(72)发明人罗明星钟丽路亚妮刘伟静(74)专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104专利代理师赵龙骧(51)Int.Cl.G01N1/28(2006.01)G01N3/62(2006.01)G01N3/08(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置及制样方法(57)摘要本发明提供一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置及制样方法，该装置包括制样系统、承样模具系统、辅助设备以及试样饱和系统；所述承样模具系统包括位于三轴仪上的相互固定的圆柱形下底座和上底座、一端套在上底座外壁并通过下橡皮圈固定的橡皮膜、包裹在橡皮膜外由三个通过水解保护胶粘结围合在一起的圆弧形板组成的三瓣膜、试样帽；所述试样饱和系统用于对试样进行二氧化碳饱和以及反压饱和。本发明制样的全过程都使用三瓣膜使试样直立，避免了对试样施加负压而导致试样体积改变，以及试样歪斜造成加载偏心产生的试验误差的问题，使得试样制备精度更高。CN114964963ACN114964963A权利要求书1/3页1.一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置，其特征在于，包括制样系统、承样模具系统、辅助设备以及试样饱和系统；所述制样系统用于盛放砂样，并使砂样落入承样模具系统中，进行装样；所述承样模具系统包括位于三轴仪上的相互固定的圆柱形下底座(14)和上底座(13)、一端套在上底座(13)外壁并通过下橡皮圈(12)固定的橡皮膜(10)、包裹在橡皮膜(10)外的三瓣膜(9)、试样帽(22)，所述试样(8)位于橡皮膜(10)内，所述上底座(13)顶部从下至上依次设置有透水石(11)、滤纸(15)、试样(8)、滤纸(15)、透水石(11)、试样帽(22)，所述橡皮膜(10)上端套在试样帽(22)上并通过上橡皮圈(7)固定，所述三瓣膜(9)由三个相同的通过水解保护胶(20)粘结围合在一起的圆弧形板组成，所述三瓣膜(9)设置有抽气孔(16)，内壁设置有抽气槽(21)并与抽气孔(16)连通，用于抽取橡皮膜(10)与三瓣膜(9)之间的空气，使橡皮膜(10)与三瓣膜(9)紧贴；所述辅助设备包括与抽气孔(16)依次连接的可调压过滤器(17)和真空泵(18)、固化所述水解保护胶(20)的紫外线固化灯；所述试样饱和系统用于对试样(8)进行二氧化碳饱和以及反压饱和。2.如权利要求1所述的一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置，其特征在于，所述三瓣膜(9)外壁设置有下标注线(40)和上标注线(41)，所述下标注线(40)和上标注线(41)分别与试样(8)的底部和顶部平齐。3.如权利要求1所述的一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置，其特征在于，所述制样系统包括竖直设置的固定杆(1)、通过十字夹(2)水平固定在固定杆(1)上的铁圈(4)、出口端穿过铁圈(4)并卡在铁圈(4)内的漏斗(3)、与漏斗(3)出口端连接的竖直设置的圆柱形串桶(6)，砂样依次通过漏斗(3)、串桶(6)进入承样模具系统形成试样(8)，所述漏斗(3)内还设置有将出口端封堵的木塞(5)，所述木塞(5)上固定一提升结构，可将木塞(5)从漏斗(3)内提出，装样完成前，所述固定杆(1)固定在下底座(14)上，所述串桶(6)与橡皮膜(10)的上部连接。4.如权利要求1或3所述的一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置，其特征在于，装样完成前，所述橡皮膜(10)上端翻转套入三瓣膜(9)并用上橡皮圈(7)固定。5.如权利要求1所述的一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置，其特征在于，所述试样饱和系统包括固定于加载架(24)上的密封压力室(38)、穿过压力室(38)顶部并压在试样帽(22)上的带测力计的轴向加载杆(36)，所述承样模具系统位于压力室(38)内，所述压力室(38)顶部中央设置有供轴向加载杆(36)穿过的孔，所述压力室(38)顶部还设置有排空阀(37)，所述轴向加载杆(36)上设置有位移计(35)，所述试样饱和系统还包括位于压力室(38)外部的用于测量试样(8)孔压的孔压传感器(23)、用于充入二氧化碳的充气口(33)、水气瓶(34)、用于施加围压的围压控制器(25)、用于施加反压的反压控制器(26)。6.如权利要求5所述的一种三轴试验中钙质砂自立试样的制样装置，其特征在于，所述下底座(14)和上底座(13)内开设有贯通的孔压测量孔(46)和排水孔(48)，所述孔压测量孔(46)一端与试样(8)连通、另一端与压力室(38)外的三通阀