酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備方法。設置一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備裝置，由ABS塑料環刀、制樣器和壓力系統組成；ABS塑料環刀采用ABS工程塑料加工制成，內徑為61.8mm，高度為20.0mm，壁厚1.6mm。制樣器由底座、外鋼筒、上鋼環和壓樣頂帽構成，全部采用不銹鋼材料；壓力系統由千斤頂和反力支架構成；通過該裝置可以實現酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備。本方法原理簡單、操作方便，制備的環刀試樣均一性好，可有效地減少人為因素的影響。

【技術實現步驟摘要】
酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備方法
本專利技術屬于環境巖土工程測試
，特別涉及一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備方法。
技術介紹
污染土是指由于工業廢棄物的不合理排放而導致土壤的物理、力學、化學性質發生變化，直接影響工程活動、有害人類健康的土；近年來，該領域逐漸得到了環保人士和科研人員的廣泛關注。由于自然環境的復雜多變性，目前研究者僅是針對具體的工程實例進行分析，一般采用實驗室內模擬浸泡的試驗方法，即在實驗室內利用酸、堿溶液浸泡已制備的土樣模擬自然環境中土壤的污染過程，然后對浸泡前后土壤的物理、力學性能的變化進行比較分析。在該方法的實施過程中，如何制備合適、均勻的環刀試樣是一個關鍵環節；目前研究者一般采用常規方法制備環刀試樣，即采用不銹鋼環刀切取原狀土樣或者已制備好的擾動土樣；該方法對實驗結果的精確性存在一定的影響，主要表現在以下兩個方面：第一，切取環刀試樣時人為因素的影響較大，很難保證環刀試樣的均一性，使得同一批土試樣的離散性較大；第二，環刀試樣浸泡時不銹鋼環刀會與酸、堿溶液發生化學反應，且這種反應無論從速度還是數量上來說，都遠大于土中礦物成分與酸、堿浸泡液的反應，不能真實地反映出酸、堿溶液對土的影響。因此，設計開發一種科學、合理的環刀試樣制備方法成為一個迫切需要解決的難題。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術中存在的缺陷，提供一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備方法。具體步驟為：(1)設置一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備裝置，由ABS塑料環刀、制樣器和壓力系統組成，ABS塑料環刀采用ABS工程塑料加工制成，內徑為61.8mm，高度為20.0mm，壁厚1.6mm；制樣器由底座、外鋼筒、上鋼環和壓樣頂帽構成，全部采用不銹鋼材料；底座為直徑86.0mm、高15.0mm的圓形鋼板，上部為高3.0mm的空心圓柱形卡槽，其內徑為76.0mm，壁厚5.0mm；外鋼筒為空心圓柱，內、外直徑分別為65.0mm、76.0mm，壁厚5.5mm，高度為50.0mm；上鋼環為空心圓柱，內、外直徑分別為61.8mm、65.0mm，壁厚1.6mm，高度為30.0mm；壓樣頂帽分為兩部分，下部為直徑61.8mm、高30.0mm的實心圓柱，上部為直徑100.0mm、高15.0mm的圓形鋼板；壓力系統由千斤頂和反力支架構成。(2)使用步驟(1)設置的裝置時，先將外鋼筒放進底座的卡槽內，然后把ABS塑料環刀和上鋼環依次放入外鋼筒。(3)按照實驗方案設計的土樣干密度和含水率計算出制備一個環刀試樣所需土料的質量，并稱取預先備好的土料。(4)將步驟(3)稱取的土料倒入裝置中，稍稍震動使裝置內的土料均勻分布，并使土料表面保持水平，然后把壓樣頂帽放入上鋼環內，稍微壓實土樣。(5)將制樣器整體放到千斤頂上，啟動千斤頂使制樣器整體上升，并與反力支架接觸；繼續上升，由于反力支架的限制，壓樣頂帽緩緩壓入到上鋼環內，當壓樣頂帽的下部實心圓柱全部進入上鋼環內，土樣最終壓實，關閉千斤頂。(6)將制樣器整體從千斤頂上取出，依次拿開壓樣頂帽、底座、上鋼環，然后將制備好的環刀試樣連同ABS塑料環刀一齊推出外鋼筒，用保鮮膜封好，即制得環刀試樣。本專利技術方法的優點：(1)本專利技術方法能夠有效降低由于擊實不均勻或者人工切取環刀試樣造成的人為誤差；本專利技術方法使用的裝置中，壓樣頂帽的下部實心圓柱的長度正好與上鋼環高度保持一致，目的是為了最終壓實土料時有一個統一的控制標準，即土料全部壓入ABS環刀而又能保證土料高度正好與環刀上表面持平；同時，由于外鋼筒的緊箍作用，ABS環刀在壓力作用下不致發生側向變形，保證了環刀試樣的均一性。(2)本專利技術方法使用的裝置中，ABS塑料環刀采用ABS工程塑料，其是一種耐化學藥品性的材料，不與酸、堿溶液發生反應，因此能夠有效地減少由于不銹鋼環刀與酸、堿溶液反應所帶來的影響，從而提高后續試驗結果的精度和可信性。(3)本專利技術方法操作簡單，能夠有效提高工作效率，降低勞動強度。附圖說明圖1是本專利技術方法所使用裝置的結構示意圖。圖2是本專利技術方法所使用裝置中制樣器的結構示意圖。圖中標記：1-ABS塑料環刀；2-制樣器；3-壓力系統；4-底座；5-外鋼筒；6-上鋼環；7-壓樣頂帽；8-千斤頂；9-反力支架；10-土樣。圖3是本專利技術方法的步驟流程圖。具體實施方式實施例：本實施例以鹽酸溶液浸泡紅粘土制備環刀試樣為例。(1)設置一種酸溶液浸泡土環刀試樣的制備裝置，由ABS塑料環刀1、制樣器2和壓力系統3組成。ABS塑料環刀1采用ABS工程塑料（耐化學藥品性，不與酸、堿溶液發生反應）加工制成，內徑為61.8mm，高度為20.0mm，壁厚1.6mm。制樣器2由底座4、外鋼筒5、上鋼環6和壓樣頂帽7構成，全部采用不銹鋼材料；底座4為直徑86.0mm、高15.0mm的圓形鋼板，上部為高3.0mm的空心圓柱形卡槽，其內徑為76.0mm，壁厚5.0mm；外鋼筒5為空心圓柱，內、外直徑分別為65.0mm、76.0mm，壁厚5.5mm，高度為50.0mm；上鋼環6為空心圓柱，內、外直徑分別為61.8mm、65.0mm，壁厚1.6mm，高度為30.0mm；壓樣頂帽7分為兩部分，下部為直徑61.8mm、高30.0mm的實心圓柱，上部為直徑100.0mm、高15.0mm的圓形鋼板。壓力系統3由千斤頂8和反力支架9構成。(2)使用步驟(1)設置的裝置時，先將外鋼筒5放進底座4的卡槽內，然后把ABS塑料環刀1和上鋼環6依次放入外鋼筒5。(3)按照實驗方案設計的紅粘土干密度(ρd=1.5g/cm3)和含水率(ω=15%)計算出制備一個環刀試樣所需土料的質量為103.5g，并稱取該質量預先備好的土料。(4)將步驟(3)稱取的土料倒入裝置中，稍稍震動使裝置內的土料均勻分布，并使土料表面保持水平，然后把壓樣頂帽7放入上鋼環6內，稍微壓實土樣10。(5)將制樣器2整體放到千斤頂8上，啟動千斤頂8使制樣器2整體上升，并與反力支架9接觸；繼續上升，由于反力支架9的限制，壓樣頂帽7緩緩壓入到上鋼環6內，當壓樣頂帽7的下部實心圓柱全部進入上鋼環6內，土樣10最終壓實，關閉千斤頂8。(6)將制樣器2整體從千斤頂8上取出，依次拿開壓樣頂帽7、底座4、上鋼環6，然后將制備好的環刀試樣連同ABS塑料環刀2一齊推出外鋼筒5，用保鮮膜封好，防止水分散失，即制得環刀試樣。重復步驟(2)~(6)，制得同一批次的環刀試樣12個，進行后續的鹽酸溶液浸泡試驗及室內模擬試驗；其中，直剪試驗：8個（分兩組，平行試驗），壓縮試驗：2個、微觀結構試驗：2個。本實施例制得的12個環刀試樣的質量平均值為103.5g；試樣質量的最大值為103.8g，質量偏差率為2.9%；試樣質量的最小值為103.3g，質量偏差率為-1.9%；因此，采用該方法制備的環刀試樣具有較好的均一性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備方法，其特征在于具體步驟為：(1)設置一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備裝置，由ABS塑料環刀、制樣器和壓力系統組成，ABS塑料環刀采用ABS工程塑料加工制成，內徑為61.8mm，高度為20.0mm，壁厚1.6mm；制樣器由底座、外鋼筒、上鋼環和壓樣頂帽構成，全部采用不銹鋼材料；底座為直徑86.0mm、高15.0mm的圓形鋼板，上部為高3.0mm的空心圓柱形卡槽，其內徑為76.0mm，壁厚5.0mm；外鋼筒為空心圓柱，內、外直徑分別為65.0mm、76.0mm，壁厚5.5mm，高度為50.0mm；上鋼環為空心圓柱，內、外直徑分別為61.8mm、65.0mm，壁厚1.6mm，高度為30.0mm；壓樣頂帽分為兩部分，下部為直徑61.8mm、高30.0mm的實心圓柱，上部為直徑100.0mm、高15.0mm的圓形鋼板；壓力系統由千斤頂和反力支架構成；(2)使用步驟(1)設置的裝置時，先將外鋼筒放進底座的卡槽內，然后把ABS塑料環刀和上鋼環依次放入外鋼筒；(3)按照實驗方案設計的土樣干密度和含水率計算出制備一個環刀試樣所需土料的質量，并稱取預先備好的土料；(4)將步驟(3)稱取的土料倒入裝置中，稍稍震動使裝置內的土料均勻分布，并使土料表面保持水平，然后把壓樣頂帽放入上鋼環內，稍微壓實土樣；(5)將制樣器整體放到千斤頂上，啟動千斤頂使制樣器整體上升，并與反力支架接觸；繼續上升，由于反力支架的限制，壓樣頂帽緩緩壓入到上鋼環內，當壓樣頂帽的下部實心圓柱全部進入上鋼環內，土樣最終壓實，關閉千斤頂；(6)將制樣器整體從千斤頂上取出，依次拿開壓樣頂帽、底座、上鋼環，然后將制備好的環刀試樣連同ABS塑料環刀一齊推出外鋼筒，用保鮮膜封好，即制得環刀試樣。...

【技術特征摘要】
1.一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備方法，其特征在于具體步驟為：(1)設置一種酸堿溶液浸泡土環刀試樣的制備裝置，由ABS塑料環刀、制樣器和壓力系統組成，ABS塑料環刀采用ABS工程塑料加工制成，內徑為61.8mm，高度為20.0mm，壁厚1.6mm；制樣器由底座、外鋼筒、上鋼環和壓樣頂帽構成，全部采用不銹鋼材料；底座為直徑86.0mm、高15.0mm的圓形鋼板，上部為高3.0mm的空心圓柱形卡槽，其內徑為76.0mm，壁厚5.0mm；外鋼筒為空心圓柱，內、外直徑分別為65.0mm、76.0mm，壁厚5.5mm，高度為50.0mm；上鋼環為空心圓柱，內、外直徑分別為61.8mm、65.0mm，壁厚1.6mm，高度為30.0mm；壓樣頂帽分為兩部分，下部為直徑61.8mm、高30.0mm的實心圓柱，上部為直徑100.0mm、高15.0mm的圓形鋼板；壓力系統由千斤...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂海波，曾召田，趙艷林，葛若東，謝超，蒙劍坪，羅伯光，朱銀紅，
申請(專利權)人：桂林理工大學，
類型：發明
國別省市：廣西;45