專利名稱：基于微觀結(jié)構(gòu)分析的室內(nèi)模型試驗(yàn)取土裝置及取土方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種基于室內(nèi)模型試驗(yàn)、可對(duì)模型箱內(nèi)土體進(jìn)行不同位置、深度處進(jìn)行取土的試驗(yàn)裝置及取土方法。
背景技術(shù)：
土工模型試驗(yàn)是人們認(rèn)識(shí)土體及土與結(jié)構(gòu)相互作用宏觀行為的重要手段，由于實(shí)際巖土工程問(wèn)題規(guī)模較大，土工模型試驗(yàn)通常采用縮尺模型。所謂土的微觀結(jié)構(gòu)一般是指微結(jié)構(gòu)單元體的大小、形狀、表面特征及其定量比例關(guān)系，也包括各單元體之間在空間上的排列方式及其相互作用形式。土的各種物理力學(xué)性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)組成密切相關(guān)，認(rèn)識(shí)土的宏觀特性首先必須對(duì)土的微觀結(jié)構(gòu)有深刻的了解。在土力學(xué)研究中，基于室內(nèi)模型試驗(yàn)的土體微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)研究，對(duì)于把握其宏觀物理力學(xué)性質(zhì)，建立及校驗(yàn)本構(gòu)模型都有十分重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)在這方面的研究主要集中在利用模型試驗(yàn)箱的透明壁面，拍取土體的橫截面圖像進(jìn)行處理和分析，從而獲取土體的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)。這種方法試驗(yàn)操作較為復(fù)雜， 現(xiàn)場(chǎng)照相機(jī)及輔助照明設(shè)施的安裝受場(chǎng)地條件所限。另外，土體與壁面存在摩擦且壁面對(duì)土體變形具有約束效應(yīng)，透過(guò)模型箱透明壁面攝取的數(shù)字圖像并不能反映模型箱內(nèi)部土體的真實(shí)應(yīng)力環(huán)境。若能在模型箱內(nèi)選取能代表土樣微觀結(jié)構(gòu)變化的特征部位，將土體無(wú)擾動(dòng)取出， 制樣后利用掃描電鏡技術(shù)進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析，可為分析土體宏觀力學(xué)參數(shù)與微觀結(jié)構(gòu)變化間的定量關(guān)系提供重要的試驗(yàn)依據(jù)。掃描電鏡技術(shù)是用聚焦電子束在試樣表面逐點(diǎn)掃描成像，可以觀察直徑為0 30mm的粘性土試樣，制樣方法簡(jiǎn)單，微觀圖像富有立體感、真實(shí)感、易于識(shí)別和解釋。該技術(shù)是目前土的微觀結(jié)構(gòu)研究中最普遍，也是最重要的研究手段之
ο目前國(guó)內(nèi)外的取土器多用于工程地質(zhì)鉆探，一般多為厚壁敞口和薄壁敞口取土器，這種取土器本身性能就不是很理想，并且多數(shù)取土器無(wú)壓入及反力裝置而普遍采用輕錘多擊法取樣，對(duì)采集的土樣結(jié)構(gòu)擾動(dòng)極大。考慮到用于微觀結(jié)構(gòu)定量分析的樣品應(yīng)最大限度地減少由于結(jié)構(gòu)不合理引起的擾動(dòng)，所以，該類取土裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與取土方法并不能滿足室內(nèi)模型試驗(yàn)場(chǎng)地小型化、取土位置精細(xì)化的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，克服上述取土裝置及取樣方法的缺陷，提供一種基于室內(nèi)模型試驗(yàn)、可對(duì)模型箱內(nèi)土體進(jìn)行不同位置、深度處進(jìn)行取土的試驗(yàn)裝置及取土方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用了以下技術(shù)方案
一種基于微觀結(jié)構(gòu)分析的室內(nèi)模型試驗(yàn)取土裝置，包括模型箱、取土器、反力支架；其中，反力支架包括底板、左右兩根可伸縮式支撐桿、頂梁、四個(gè)滑輪和兩個(gè)滑道；可伸縮式支撐桿分為上桿和下桿，下桿的下端為人字形開叉，人字形開叉的下端分別裝有一個(gè)滑輪；兩根可伸縮式支撐桿的滑輪分別放置在滑道中，兩個(gè)滑道平行焊接于底板上；滑道的兩個(gè)側(cè)壁分別設(shè)有一排等間距的插銷孔，滑輪中心軸為空心圓軸，用插銷插入滑道上的插銷孔及滑輪上的空心圓軸；可伸縮式支撐桿上桿設(shè)有一排等間距布設(shè)的插銷孔，下桿的上端設(shè)有一個(gè)插銷孔，通過(guò)插銷與上桿緊固連接；兩根所述可伸縮式支撐桿上桿的頂端分別與頂梁的兩端焊接；頂梁上設(shè)有一排等間距布設(shè)的螺孔，電動(dòng)推桿的頂端與頂梁上的螺孔通過(guò)螺栓緊固連接；上述取土器包括管靴、取土管、活塞、連接帽、雙通接頭、橡膠軟管、電動(dòng)氣泵、 電動(dòng)推桿和插銷；其中，管靴設(shè)于取土管的下端，為單傾斜刃口 ；取土管內(nèi)設(shè)置一活塞，可上下移動(dòng)；取土管上端與連接帽以螺紋相連接，連接帽上端有一圓柱形凸塊，凸塊上有一圓柱形凹槽，凹槽兩側(cè)各有一個(gè)插銷孔；電動(dòng)推桿下端設(shè)有一通孔，并通過(guò)插銷與連接帽相連；連接帽一側(cè)設(shè)有一帶有內(nèi)螺紋的通孔，該通孔與取土管的內(nèi)腔相連通；通孔與雙通接頭一端的外螺紋相連接，橡膠軟管的一端與雙通接頭套接，另一端與電動(dòng)氣泵的氣嘴套接； 其中，管靴與取土管為整體制作，管靴、取土管為薄壁受壓元件；取土管的內(nèi)壁光滑，內(nèi)徑相同，外徑的上端小于下端。管靴為單傾斜刃口，減少了貫入阻力；管靴、取土管為薄壁受壓元件，減小了下壓過(guò)程中對(duì)土樣造成的擠壓擾動(dòng)；管靴、取土管具有較高的整體剛度，能適應(yīng)上部較大壓力不發(fā)生變形；管靴、取土管內(nèi)光滑，減了摩擦阻力和對(duì)取土管內(nèi)土樣的擾動(dòng)；取土管上端外徑小于下端外徑，即設(shè)有一個(gè)小錐度，保證取土管在壓入和拔出過(guò)程中與周圍土體保持一定間距，減少了取土管外壁與土體的接觸和摩擦，便于提土前將土樣扭斷；取土管上端與連接帽以螺紋緊固連接，保持密閉；電動(dòng)推桿通過(guò)插銷與連接帽相連，作為貫入和提土的動(dòng)力裝置；電動(dòng)氣泵在取土上提時(shí)抽氣提供向上的吸力，取樣時(shí)使取土器內(nèi)腔形成負(fù)壓區(qū)，活塞和土樣有被拉引的趨勢(shì)以便取土；在取土器向上提土過(guò)程中，可維持提樣力與掉樣力的平衡關(guān)系，使取土器內(nèi)土樣不易脫落，同時(shí)避免了真空吸力直接作用于土樣造成不均勻擾動(dòng)；取土器取土結(jié)束后，電動(dòng)氣泵往取土管內(nèi)充氣提供向外的推力，由活塞將土樣從取土管內(nèi)推出ο一種基于微觀結(jié)構(gòu)分析的室內(nèi)模型試驗(yàn)取土裝置的取土方法，取土步驟如下
1)、將模型箱安置于底板的中央，在模型箱內(nèi)放置試驗(yàn)土樣，并將土樣表面整平；通過(guò)移動(dòng)滑輪將取土器移動(dòng)至模型箱的取土位置上方；用插銷插入滑道上的插銷孔及滑輪上的空心圓軸，使滑輪與滑道固定；
2)、在管靴和取土管的內(nèi)外壁涂抹少許凡士林；通過(guò)插銷將可伸縮式支撐桿上桿與下桿固定，使管靴刃口正好貼于取土位置土體表面，取土管內(nèi)的活塞因重力而自動(dòng)下降至取土表面；
3)、將橡膠軟管與雙通接頭的連接斷開，然后開啟電動(dòng)推桿，電動(dòng)推桿的下端緩慢勻速下降，將管靴和取土管靜壓入土；
4)、待取土管壓入到取土深度處，斷開電動(dòng)推桿與連接帽的插銷連接，然后將插銷插入連接帽上的插銷孔旋轉(zhuǎn)2周，使取土管中的土樣與箱內(nèi)土樣扭斷分離；
5)、用插銷將電動(dòng)推桿與連接帽連接，并將橡膠軟管與雙通接頭套接，然后同時(shí)打開電動(dòng)推桿和電動(dòng)氣泵，電動(dòng)推桿下端緩慢勻速上升，使取土器向上提土 ；同時(shí)電動(dòng)氣泵從取土管內(nèi)抽出氣體，提供向上拉力并防止提土過(guò)程中落土現(xiàn)象的發(fā)生；最終，取土管被電動(dòng)推桿從模型箱內(nèi)的土體中被緩緩拔出，關(guān)閉電動(dòng)氣泵；
6)、將電動(dòng)推桿和連接帽中間的插銷拔掉；將取土器除電動(dòng)推桿外的部件置于切土臺(tái)上，開啟電動(dòng)氣泵往取土管內(nèi)充氣，在充氣壓力下使活塞將土樣從取土管內(nèi)緩緩?fù)瞥觯?br> 7)、用鋼絲鋸切除土樣兩端受擠壓部分，以及四周受側(cè)壁摩擦力擾動(dòng)的部分，即可得到無(wú)擾動(dòng)土樣；根據(jù)掃描電鏡樣品制備要求，制取試驗(yàn)所需觀測(cè)處的細(xì)長(zhǎng)條狀試樣，用來(lái)進(jìn)行掃描電鏡分析，獲得土樣的微觀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果在于從取土裝置的材料、尺寸、結(jié)構(gòu)形式以及操作步驟來(lái)控制取土效果，能較好地適應(yīng)室內(nèi)模型試驗(yàn)的場(chǎng)地條件。該取土裝置的貫入、提樣、退樣的全過(guò)程耗時(shí)短、操作簡(jiǎn)單，并且該試驗(yàn)裝置具有易于加工、取樣可靠率高等優(yōu)點(diǎn)，很容易取到模型箱內(nèi)任意位置處，用于微觀分析的無(wú)擾動(dòng)土樣。本試驗(yàn)裝置及取土方法在軟塑、可塑和硬塑狀粘性土以及粉質(zhì)粘土、粉土的巖土模型試驗(yàn)中均可采用。


圖1 基于室內(nèi)模型試驗(yàn)的取土裝置系統(tǒng)示意圖； 圖2 自行設(shè)計(jì)的取土器結(jié)構(gòu)示意圖3 自行設(shè)計(jì)的連接帽結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4:反力支架安裝正視圖； 圖5 反力支架安裝側(cè)視附圖標(biāo)記1-模型槽，2-取土管，3-反力支架，4-管靴，5-取土管，6-活塞，7-連接帽， 8-雙通接頭，9-橡膠軟管，10-電動(dòng)氣泵，11-電動(dòng)推桿，12-插銷，13-底板，14-可伸縮式支撐桿，15-頂梁，16-滑輪，17-滑道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1
本發(fā)明的一種基于室內(nèi)模型試驗(yàn)的微觀土樣取土裝置包括模型箱1、取土器2和反力支架3 ；其中，模型箱1由有機(jī)玻璃定制而成，尺寸為長(zhǎng)X寬X高=IOOcmX IOOcmX 70cm; 模型箱1的內(nèi)部設(shè)置試驗(yàn)土樣，采用軟塑狀的溫州粘性土，填土高度為65cm，初始含水率約為57% ；進(jìn)行真空預(yù)壓處理后，試驗(yàn)土樣呈可塑狀，含水率為35%，填土高度為60cm ；為深入探討真空預(yù)壓試驗(yàn)的微觀作用機(jī)理及有效加固深度，擬在模型箱中心位置處獲取長(zhǎng)度為 40cm的土樣；
如圖1，4，5所示，反力支架3包括底板13、兩根可伸縮式支撐桿14、頂梁15、四個(gè)滑輪16和兩個(gè)滑道17 ；兩根可伸縮式支撐桿14為圓柱形不銹鋼管，分上桿和下桿，上桿長(zhǎng) 90cm,內(nèi)徑Mmm，外徑^mm,下桿長(zhǎng)100cm，內(nèi)徑30mm，外徑35mm ；下桿的下端為60°的人字形開叉；人字形開叉的下端分別有一個(gè)直徑為5cm、寬度為Icm的滑輪16 ；人字形開叉的兩個(gè)滑輪16中心的間距為20cm，兩根可伸縮式支撐桿14的滑輪分別放置在滑道17中，兩個(gè)滑道17平行焊接于底板13上；底板13尺寸為長(zhǎng)X寬X厚=150CmX150CmX0. 3cm，滑道 17由槽鋼制作，焊接在底板13上；滑道17尺寸為長(zhǎng)X寬X高=150CmXkmX6Cm，四個(gè)滑輪16的中心軸為空心圓軸，內(nèi)徑為8mm，滑道17的兩個(gè)側(cè)壁上分別設(shè)有36個(gè)直徑為8mm的插銷孔，孔間距為4cm，用插銷插入滑道17上的插銷孔及滑輪16上的空心圓軸；兩根可伸縮式支撐桿14下桿的上端設(shè)有一個(gè)直徑為8mm的插銷孔，上桿的下端依次設(shè)有20個(gè)直徑為8mm的插銷孔，孔間距為4cm，通過(guò)插銷與下桿固定，可選用上桿上不同的插銷孔來(lái)調(diào)整伸縮式支撐桿件14的高度；兩根可伸縮式支撐桿14上桿上端與頂梁15焊接；頂梁15為長(zhǎng)度1. 2m的不銹鋼角鋼，頂梁15上設(shè)有25個(gè)直徑為8mm的螺孔，間距為km ；用螺栓將電動(dòng)推桿11與頂梁15上的螺孔緊固連接，可選用頂梁15上不同的螺孔位置來(lái)調(diào)整電動(dòng)推桿 11的橫向位置。如圖2，3所示，取土器2包括管靴4、取土管5、活塞6、連接帽7、雙通接頭8、橡膠軟管9、電動(dòng)氣泵10、電動(dòng)推桿11和插銷12。其中，管靴4、取土管5所用材料為303不銹鋼，運(yùn)用熱處理工藝，加硬到HRC50，具有較高的整體剛度；取土管5的長(zhǎng)度為425mm，內(nèi)徑為 49mm ；取土管5上端外徑為53mm，下端外徑為55mm ；管靴4設(shè)于取土管5下端，為刃角5° 的單傾斜刃口 ；管靴4長(zhǎng)度為35mm，管靴4與取土管5整體制作；管靴4、取土管5內(nèi)孔采用深孔鏜，而后研磨，內(nèi)壁粗糙度為0. 8 ；活塞6材料為7075航空超硬鋁，加工前進(jìn)行熱變形處理，其受壓變形量小，密度小，硬度大，耐磨性高；活塞6與取土器2內(nèi)壁緊密貼合，可在在管靴4與取土管5內(nèi)自由移動(dòng)；連接帽7材料為302不銹鋼，內(nèi)徑為53mm，外徑為60mm ；連接帽7內(nèi)側(cè)設(shè)有螺紋，與取土管5外側(cè)的螺紋相連接；連接帽7上端有一直徑為36mm的圓柱形凸塊，凸塊上有一直徑為24mm的圓柱形凹槽，凹槽兩側(cè)各有一個(gè)插銷孔；電動(dòng)推桿11 下端的直徑為23mm，并設(shè)有一通孔，通過(guò)插銷12與連接帽7相連；連接帽7 —側(cè)設(shè)有一直徑為IOmm帶有內(nèi)螺紋的通孔，通孔與取土管5內(nèi)腔連通，通孔與雙通接頭8 —端的外螺紋相連接；橡膠軟管9的內(nèi)徑為16mm，一端與雙通接頭8套接，另一端與電動(dòng)氣泵10的氣嘴套接；電動(dòng)氣泵10選用AC0-018A型電磁式空氣泵，電壓為220V，頻率為50Hz，電流為2. 30A， 功率為520W，排氣壓力為0. 04MPa，氣嘴外徑為16mm。本發(fā)明的基于微觀結(jié)構(gòu)分析的室內(nèi)模型試驗(yàn)取土方法步驟如下
1)、將模型箱1安置于底板13的中央，在模型箱1內(nèi)放置試驗(yàn)土樣，并將土樣表面整平；通過(guò)移動(dòng)滑輪16將取土器2移動(dòng)至模型箱1的取土位置上方；用插銷插入滑道17上的插銷孔及滑輪16上的空心圓軸；使滑輪16與滑道17固定；
2)、在管靴4和取土管5的內(nèi)外壁涂抹少許凡士林；通過(guò)插銷將可伸縮式支撐桿14上桿與下桿固定，使管靴4刃口正好貼于取土位置土體表面，取土管5內(nèi)的活塞6因重力而自動(dòng)下降至取土表面；
3)、將橡膠軟管9與雙通接頭8的連接斷開，然后開啟電動(dòng)推桿11，電動(dòng)推桿11的下端緩慢勻速下降，將管靴4和取土管5靜壓入土 ；
4)、待取土管5壓入到40cm深度處，斷開電動(dòng)推桿11與連接帽7的插銷連接，然后將插銷12插入連接帽7上的插銷孔旋轉(zhuǎn)2周，使取土管5中的土樣與箱內(nèi)土樣扭斷分離；
5)、用插銷12將電動(dòng)推桿11與連接帽7連接，并將橡膠軟管9與雙通接頭8套接，然后同時(shí)打開電動(dòng)推桿11和電動(dòng)氣泵10，電動(dòng)推桿11下端緩慢勻速上升，使取土器2向上提土 ；同時(shí)電動(dòng)氣泵10從取土管5內(nèi)抽出氣體，提供向上拉力并防止提土過(guò)程中落土現(xiàn)象的發(fā)生；最終，取土管5被電動(dòng)推桿11從模型箱1內(nèi)的土體中被緩緩拔出，關(guān)閉電動(dòng)氣泵10 ；
6)、將電動(dòng)推桿11和連接帽7中間的插銷12拔掉；將取土器2除電動(dòng)推桿11外的部件置于切土臺(tái)上，開啟電動(dòng)氣泵10往取土管5內(nèi)充氣，在充氣壓力下使活塞6將土樣從取土管5內(nèi)緩緩?fù)瞥觯?br> 7)、用鋼絲鋸切除土樣兩端受擠壓部分，以及四周受側(cè)壁摩擦力擾動(dòng)的部分，即可得到無(wú)擾動(dòng)土樣；根據(jù)掃描電鏡樣品制備要求，制取試驗(yàn)所需觀測(cè)處的細(xì)長(zhǎng)條狀試樣，用來(lái)進(jìn)行掃描電鏡分析，獲得土樣的微觀結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種基于微觀結(jié)構(gòu)分析的室內(nèi)模型試驗(yàn)取土裝置，其特征在于，該裝置包括模型箱(1)、取土器(2)、反力支架(3)；其中，反力支架(3)包括底板(13)、左右兩根可伸縮式支撐桿(14)、頂梁(15)、四個(gè)滑輪(16)和兩個(gè)滑道(17);可伸縮式支撐桿(14)分為上桿和下桿， 下桿的下端為人字形開叉，人字形開叉的下端分別裝有一個(gè)滑輪(16)；兩根可伸縮式支撐桿(14)的滑輪分別放置在滑道(17)中，兩個(gè)滑道(17)平行焊接于底板(13)上；滑道(17) 的兩個(gè)側(cè)壁分別設(shè)有一排等間距的插銷孔，滑輪(16)中心軸為空心圓軸，用插銷插入滑道 (17)上的插銷孔及滑輪(16)上的空心圓軸緊固連接；可伸縮式支撐桿(14)上桿設(shè)有一排等間距布設(shè)的插銷孔，下桿的上端設(shè)有一個(gè)插銷孔，通過(guò)插銷與上桿緊固連接；兩根所述可伸縮式支撐桿(14)上桿的頂端分別與頂梁(15)的兩端焊接；頂梁(15)上設(shè)有一排等間距布設(shè)的螺孔，電動(dòng)推桿(11)的頂端與頂梁(15)上的螺孔通過(guò)螺栓緊固連接；上述取土器(2)包括管靴(4)、取土管(5)、活塞(6)、連接帽(7)、雙通接頭(8)、橡膠軟管(9)、電動(dòng)氣泵(10)、電動(dòng)推桿(11)和插銷(12);其中，管靴(4)設(shè)于取土管(5)的下端，為單傾斜刃口；取土管(5)內(nèi)設(shè)置一活塞(6)，可上下移動(dòng)；取土管(5)上端與連接帽(7)以螺紋相連接，連接帽(7)上端有一圓柱形凸塊，凸塊上有一圓柱形凹槽，凹槽兩側(cè)各有一個(gè)插銷孔；電動(dòng)推桿(11)下端設(shè)有一通孔，并通過(guò)插銷(12)與連接帽(7)相連；連接帽(7)—側(cè)設(shè)有一帶有內(nèi)螺紋的通孔，該通孔與取土管(5)的內(nèi)腔相連通；通孔與雙通接頭(8) —端的外螺紋相連接， 橡膠軟管(9)的一端與雙通接頭(8)套接，另一端與電動(dòng)氣泵(10)的氣嘴套接；其中，管靴 (4)與取土管(5)為整體制作，管靴(4)、取土管(5)為薄壁受壓元件；取土管(5)的內(nèi)壁光滑，內(nèi)徑相同，外徑的上端小于下端。
2.一種基于微觀結(jié)構(gòu)分析的室內(nèi)模型試驗(yàn)取土裝置的取土方法，其特征在于，取土步驟如下1)、將模型箱(1)安置于底板(13)的中央，在模型箱(1)內(nèi)放置試驗(yàn)土樣，并將土樣表面整平；通過(guò)移動(dòng)滑輪(16)將取土器(2)移動(dòng)至模型箱(1)的取土位置上方；用插銷插入滑道(17)上的插銷孔及滑輪(16)上的空心圓軸，使滑輪(16)與滑道(17)固定；2)、在管靴(4)和取土管(5)的內(nèi)外壁涂抹少許凡士林；通過(guò)插銷將可伸縮式支撐桿 (14)上桿與下桿固定，使管靴(4)刃口正好貼于取土位置土體表面，取土管(5)內(nèi)的活塞 (6)因重力而自動(dòng)下降至取土表面；3)、將橡膠軟管(9)與雙通接頭(8)的連接斷開，然后開啟電動(dòng)推桿(11)，電動(dòng)推桿 (11)的下端緩慢勻速下降，將管靴(4 )和取土管(5 )靜壓入土；4)、待取土管(5)壓入到設(shè)計(jì)取土深度處，斷開電動(dòng)推桿(11)與連接帽(7)的插銷連接，然后將插銷(12)插入連接帽(7)上的插銷孔旋轉(zhuǎn)2周，使取土管(5)中的土樣與箱內(nèi)土樣扭斷分離；5)、用插銷(12)將電動(dòng)推桿(11)與連接帽(7)連接，并將橡膠軟管(9)與雙通接頭(8) 套接，然后同時(shí)打開電動(dòng)推桿(11)和電動(dòng)氣泵(10)，電動(dòng)推桿(11)下端緩慢勻速上升，使取土器(2)向上提土 ；同時(shí)電動(dòng)氣泵(10)從取土管(5)內(nèi)抽出氣體，提供向上拉力并防止提土過(guò)程中落土現(xiàn)象的發(fā)生；最終，取土管(5)被電動(dòng)推桿(11)從模型箱(1)內(nèi)的土體中被緩緩拔出，關(guān)閉電動(dòng)氣泵(10);6)、將電動(dòng)推桿(11)和連接帽(7)中間的插銷(12)拔掉；將取土器(2)除電動(dòng)推桿 (11)外的部件置于切土臺(tái)上，開啟電動(dòng)氣泵(10)往取土管(5)內(nèi)充氣，在充氣壓力下使活塞(6)將土樣從取土管(5)內(nèi)緩緩?fù)瞥觯?)、用鋼絲鋸切除土樣兩端受擠壓部分，以及四周受側(cè)壁摩擦力擾動(dòng)的部分，即可得到無(wú)擾動(dòng)土樣；根據(jù)掃描電鏡樣品制備要求，制取試驗(yàn)所需觀測(cè)處的細(xì)長(zhǎng)條狀試樣，用來(lái)進(jìn)行掃描電鏡分析，獲得土樣的微觀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于微觀結(jié)構(gòu)分析的室內(nèi)模型試驗(yàn)取土裝置及取土方法。該試驗(yàn)裝置包括取土器、模型箱以及反力支架；取土器則包括管靴、取土管、活塞、連接帽、雙通接頭、橡膠軟管、電動(dòng)氣泵、電動(dòng)推桿和插銷；反力支架包括底板、兩根可伸縮式支撐桿、頂梁、四個(gè)滑輪和兩個(gè)滑道；模型箱內(nèi)放置試驗(yàn)土樣，并安置于底板的中央；基于該試驗(yàn)裝置的取土方法，通過(guò)定位、貫入、提樣、退樣、切除擾動(dòng)樣等步驟實(shí)現(xiàn)了模型箱內(nèi)土體不同位置及深度處取土的目的，較好地滿足了微觀結(jié)構(gòu)分析的制樣要求。本試驗(yàn)裝置及取土方法在軟塑、可塑和硬塑狀粘性土以及粉質(zhì)粘土、粉土的巖土模型試驗(yàn)中均可采用，具有操作簡(jiǎn)單、采樣率高、取土靈活、擾動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N1/08GK102419267SQ20111041991
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者吳文博, 周揚(yáng)一, 孫海泉, 張文彬, 彭劼, 曹亮, 李家奇, 李曉昭, 王鵬, 趙曉豹 申請(qǐng)人:南京大學(xué)