層狀土模擬生成裝置的制造方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種巖土工程土工試驗(yàn)系統(tǒng)裝置,適用于模擬自然界中在沖擊平原形成的具有自然分選的層狀土層。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)飽和砂土或粉砂的動(dòng)靜力學(xué)性質(zhì)研究一般采用均勻混合后的重塑土進(jìn)行,而自然界中的土體層特別是水力吹填或沖填形成的砂土層,大都為具有一定分選性的層狀結(jié)構(gòu),使得這種具有層狀結(jié)構(gòu)的土層有別于均勻土體的力學(xué)特性。
[0003]然而,地基土液化作為地震引發(fā)的主要次生災(zāi)害之一,主要發(fā)生在松散的砂質(zhì)水力回填土區(qū)、海岸線附近地區(qū)自然沉積的沖積層和河漫灘或沖積平原上。國(guó)外學(xué)者Youd和Perkins的研究結(jié)果表明:飽和松散的水力沖填土差不多總會(huì)液化,而且全新世的無黏性土沉積層對(duì)液化也是很敏感的,這一結(jié)論已被1978年日本的兩次大地震以及1977年羅馬尼亞地震所證實(shí)。最近的研究資料也表明,滲透性相對(duì)較小的粉粒夾層的存在會(huì)對(duì)粉質(zhì)砂土的液化及液化后特性產(chǎn)生明顯的影響。目前,無論是試驗(yàn)研究還是理論分析大多是基于相對(duì)均勻砂層液化和液化后宏觀觀測(cè)現(xiàn)象的力學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模,而直接針對(duì)具有層狀結(jié)構(gòu)的粉質(zhì)砂土層液化后變形特性的研究成果還很少,特別是缺乏對(duì)飽和層狀粉質(zhì)砂土液化后現(xiàn)象細(xì)觀力學(xué)機(jī)理進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了研究層狀結(jié)構(gòu)對(duì)飽和砂土的力學(xué)特性的影響,本實(shí)用新型提供了一種層狀土模擬生成裝置,是模擬自然界中沖積土層的生成系統(tǒng)。根據(jù)土粒在懸液中沉降的速度與粒徑的平方成正比的司篤克斯公式,最大的顆粒沉積在最下面,最小的顆粒沉積在最上面,由此可生成具有明顯層狀結(jié)構(gòu)的土層。可以在實(shí)驗(yàn)室自由實(shí)現(xiàn)不同顆粒級(jí)配(或不同粉土層厚)層狀土層的制備,可以用于在實(shí)驗(yàn)室研究層狀結(jié)構(gòu)對(duì)土體的力學(xué)性質(zhì)的影響的動(dòng)靜力學(xué)試驗(yàn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種層狀土模擬生成裝置,由漏沙裝置和模型箱構(gòu)成,所述漏沙裝置為漏沙盤,漏沙盤上設(shè)置有漏沙孔,在漏沙裝置正下方設(shè)置有模型箱,模型箱為一透明箱體。
[0007]上述層狀土模擬生成裝置,所述漏沙盤為上下平行設(shè)置的上盤和下盤構(gòu)成,上盤和下盤上均設(shè)置有漏沙孔,且上盤和下盤上的漏沙孔相一致,下盤固定設(shè)置,上盤與下盤滑動(dòng)連接。
[0008]上述層狀土模擬生成裝置,上盤與下盤是軌道副連接。
[0009]上述層狀土模擬生成裝置,在上盤與下盤軌道副之間還設(shè)置有滾珠。
[0010]上述層狀土模擬生成裝置,所述上盤上設(shè)置有手柄。
[0011]上述層狀土模擬生成裝置,上盤四周設(shè)置有檔板,檔板相互連接構(gòu)成防漏裝置。
[0012]上述層狀土模擬生成裝置,所述模型箱四側(cè)設(shè)置有刻度尺。
[0013]上述層狀土模擬生成裝置,所述漏沙裝置和模型箱均設(shè)置在固定架內(nèi),漏沙裝置設(shè)置在固定架的上部,在固定架的下方設(shè)置模型箱。
[0014]上述層狀土模擬生成裝置,所述摸型箱為有機(jī)玻璃箱,箱內(nèi)四周接縫處用密封膠密封,箱外四角用角鋼卡緊,再在模型箱四周用緊箍架加固。
[0015]上述層狀土模擬生成裝置,在模型箱內(nèi)部底面平鋪一層透水石,并在透水石下方位置的箱體上即模型箱底部或箱底側(cè)壁上設(shè)置排水閥門,模型箱放置在底座上。
[0016]采用上述技術(shù)方案,本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]層狀土模擬生成裝置的漏沙裝置主要是為了使要生成的同層土的土顆粒能夠同時(shí)均勻地落入模型箱內(nèi)。本實(shí)用新型是模擬自然界中沖積土層的生成系統(tǒng)。根據(jù)土粒在懸液中沉降的速度與粒徑的平方成正比的司篤克斯公式,最大的顆粒沉積在最下面,最小的顆粒沉積在最上面,由此可生成具有明顯層狀結(jié)構(gòu)的土層??梢栽趯?shí)驗(yàn)室自由實(shí)現(xiàn)不同顆粒級(jí)配層狀土層的制備,可以用于在實(shí)驗(yàn)室研究層狀結(jié)構(gòu)對(duì)土體力學(xué)性質(zhì)影響的動(dòng)靜力學(xué)試驗(yàn)。
[0018]本實(shí)用新型是用于模擬自然界中在沖擊平原形成的具有自然分選的層狀土層的系統(tǒng)裝置。針對(duì)目前室內(nèi)試驗(yàn)土樣主要采用均勻土樣以及原狀樣在運(yùn)輸途中受到極嚴(yán)重的擾動(dòng)以及原狀樣的不可重復(fù)性等特點(diǎn),這套試驗(yàn)裝置可模擬自然界中沖積土層的形成以及實(shí)現(xiàn)其重復(fù)性??梢杂糜谠趯?shí)驗(yàn)室研究層狀結(jié)構(gòu)對(duì)土體力學(xué)性質(zhì)影響的動(dòng)靜力學(xué)試驗(yàn)。為土工室內(nèi)試驗(yàn)提供一種全新的制備土樣的設(shè)備和方法。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是漏沙裝置的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1和圖2所示的一種層狀土模擬生成裝置,由漏沙裝置和模型箱構(gòu)成,所述漏沙裝置為漏沙盤,漏沙盤上設(shè)置有漏沙孔,在漏沙裝置正下方設(shè)置有模型箱,模型箱為一透明箱體7。所述漏沙盤為上下平行設(shè)置的上盤3和下盤2構(gòu)成,上盤和下盤上均設(shè)置有漏沙孔9,且上盤和下盤上的漏沙孔相一致,下盤固定設(shè)置,上盤與下盤滑動(dòng)連接。上盤與下盤是軌道副連接,在上盤與下盤軌道副之間還設(shè)置有滾珠,上盤四周設(shè)置有檔板,檔板相互連接構(gòu)成防漏裝置,上盤上設(shè)置有手柄4,方便推動(dòng)上盤移動(dòng)。漏砂裝置主要是為了使要生成的同層土的土顆粒能夠同時(shí)均勻地落入模型箱內(nèi)。為了得到成層性的效果,漏砂裝置由疊加在一起的上下兩層有機(jī)玻璃板組成,即上盤和下盤兩部分,在下盤設(shè)置軌道與滾珠,上盤設(shè)置對(duì)應(yīng)的軌道,兩層有機(jī)玻璃板上均勻鉆滿可相互對(duì)齊的漏沙孔,下盤有機(jī)玻璃板固定,上盤有機(jī)玻璃板可移動(dòng),通過移動(dòng)手柄前后推動(dòng)上層有機(jī)玻璃板可使兩層有機(jī)玻璃板的漏沙孔對(duì)齊或錯(cuò)開:當(dāng)兩層有機(jī)玻璃板錯(cuò)開時(shí),漏沙孔相互錯(cuò)開可放置土樣,將土顆粒均勻平鋪其上;當(dāng)兩層有機(jī)玻璃板重疊到一起時(shí),上下兩層有機(jī)玻璃面的漏沙孔相互對(duì)齊,可上下貫通,使土顆粒均勻的散落到箱內(nèi)。所述模型箱四個(gè)面外側(cè)均設(shè)置有刻度尺6,方便觀察形成的層狀土層。所述漏沙裝置和模型箱均設(shè)置在固定架1內(nèi),漏沙裝置設(shè)置在固定架的上部,在固定架的下方放置模型箱,所述摸型箱為有機(jī)玻璃箱,箱內(nèi)四周接縫處用密封膠密封,箱外四角用角鋼卡緊,在模型箱四周用緊箍架5、8加固,模型箱底放置在底座上。模型箱內(nèi)部底面上平鋪一層透水石,并在透水石下方位置箱體或箱壁上設(shè)置排水閥門。模型箱的主要作用是為土顆粒在水中沉積提供場(chǎng)所,本實(shí)用新型模型箱的尺寸為:80Cm(W)X80Cm(L) X 100cm (H),周圍四面及底面采用有機(jī)玻璃,為防止制樣過程中發(fā)生漏水現(xiàn)象,箱內(nèi)周圍接縫處用密封膠密封,箱外四角用角鋼卡緊,并分別在上下用兩排(共8根)型鋼作用緊箍架箍緊,放置在由鋼板制定的底座上。
[0022]本實(shí)用新型漏沙裝置可以與固定架復(fù)合為一體,也可以是分體設(shè)置,模型箱是單獨(dú)設(shè)計(jì),需要放置到漏沙裝置的正下方,本實(shí)用新型漏沙裝置和模型箱的位置設(shè)置只要能夠保證把漏沙裝置固定在模型箱的上部就能達(dá)到本實(shí)用新型的目的。
[0023]本實(shí)用新型漏沙裝置的上、下盤和模型箱的規(guī)格可以根據(jù)不同的使用需要進(jìn)行選定,并不限于上述尺寸。
[0024]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型整體構(gòu)思前提下,還可以作出若干改變和改進(jìn),這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.層狀土模擬生成裝置,其特征在于:由漏沙裝置和模型箱構(gòu)成,所述漏沙裝置為漏沙盤,漏沙盤上設(shè)置有漏沙孔,在漏沙裝置正下方設(shè)置有模型箱,模型箱為一透明箱體。2.權(quán)利要求1所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:所述漏沙盤為上下平行設(shè)置的上盤和下盤構(gòu)成,上盤和下盤上均設(shè)置有漏沙孔,且上盤和下盤上的漏沙孔相一致,下盤固定設(shè)置,上盤與下盤滑動(dòng)連接。3.權(quán)利要求2所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:上盤與下盤是軌道副連接。4.權(quán)利要求3所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:在上盤與下盤軌道副之間還設(shè)置有滾珠。5.權(quán)利要求1所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:所述上盤上設(shè)置有手柄。6.權(quán)利要求5所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:上盤四周設(shè)置有檔板,檔板相互連接構(gòu)成防漏裝置。7.權(quán)利要求1所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:所述模型箱四側(cè)設(shè)置有刻度尺。8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:所述漏沙裝置和模型箱均設(shè)置在固定架內(nèi),漏沙裝置設(shè)置在固定架的上部,在固定架的下方設(shè)置模型箱。9.根據(jù)利要求8所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:所述摸型箱為有機(jī)玻璃箱,箱內(nèi)四周接縫處用密封膠密封,箱外四角用角鋼卡緊,再在模型箱四周用緊箍架加固。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的層狀土模擬生成裝置,其特征在于:在模型箱內(nèi)部底面平鋪一層透水石,并在透水石下方位置的箱體上設(shè)置排水閥門,模型箱放置在底座上。
【專利摘要】一種層狀土模擬生成裝置,由漏沙裝置和模型箱構(gòu)成,所述漏沙裝置為漏沙盤,漏沙盤上設(shè)置有漏沙孔,在漏沙裝置正下方設(shè)置有模型箱,模型箱為一透明箱體,所述漏沙盤為上下平行設(shè)置的上盤和下盤構(gòu)成,上盤和下盤上均設(shè)置有漏沙孔,且上盤和下盤上的漏沙孔相一致,下盤固定設(shè)置,上盤與下盤滑動(dòng)連接。本實(shí)用新型是模擬自然界中沖積土層的生成系統(tǒng)。根據(jù)土粒在懸液中沉降的速度與粒徑的平方成正比的司篤克斯公式,最大的顆粒沉積在最下面,最小的顆粒沉積在最上面,由此可生成具有明顯層狀結(jié)構(gòu)的土層??梢栽趯?shí)驗(yàn)室自由實(shí)現(xiàn)不同顆粒級(jí)配層狀土層的制備,可以用于在實(shí)驗(yàn)室研究層狀結(jié)構(gòu)對(duì)土體力學(xué)性質(zhì)影響的動(dòng)靜力學(xué)試驗(yàn)。
【IPC分類】G01N33/24, G01N1/28
【公開號(hào)】CN205103073
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520852579
【發(fā)明人】黃志全, 楊永香, 畢慶濤, 孟令超, 賈景超, 宋日英
【申請(qǐng)人】華北水利水電大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日