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土壤样品制备:在岩土实验室省钱

沥青渗透率测试

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在建筑材料和岩土工程实验室进行的相当多的ASTM和AASHTO土壤试验遵循类似的技术,使用相同或类似的设备来设置样品进行测试. 只要稍加思考和计划, 您可以避免重复执行许多样品制备任务所需的设备和附件. 用于土力学试验的样品通常来自未受扰动的细粒土样品,使用薄壁谢尔比管或其他液压推动或驱动式取样器.

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在这篇博文中, 我们将看看设备和配件,为多种土力学测试准备样品:

用于三轴和柔性壁渗透率测试, 样品制备程序非常相似, 而且大部分设备是可以互换的. 无侧限抗压强度和土水泥浆使用类似的圆柱形试样,但没有封闭在加压单元中或安装在多孔石材上进行排水. 固结和直剪试验使用更短和更圆盘状的试样. 挤压, 视觉分类, 且初步施胶方法与其他试验方法相似, 但需要更专业的最后准备和安装.

挤压谢尔比管样品

将谢尔比管土壤样品称为“未受干扰”可能不是100%正确的, 但它传递了一个信息,要小心处理这些样本. 这些特殊的土壤样品如果妥善采集和保存,可以提供最有意义的测试结果.

在适当配备的土壤取样或钻机上, 土壤样品有时会在现场从谢尔比管中挤出,并按照ASTM中提到的标准做法运输到实验室 D4220. 在很多情况下, 更好的决定是将样品完整地保存在试管中,以便以后在实验室的受控条件下提取.

一个样品管可以提供两个或两个以上的样品进行测试. 样品通常从谢尔比管中提取,并在采样后尽快保存,以避免样管的潜在损坏或腐蚀问题. ASTM D1587 需要一个平滑的,连续的挤压动作,如提供了一个 液压样品挤出机. 土壤样品喷射器 能将土壤样本从短段的谢尔比管或其他类型的取样管中推出.

土壤样品喷射器

用于即时测试的样品可以使用切割成一定长度 线锯 or 直尺 带斜角或锋利的边缘,并暂时储存在密封的螺旋盖罐中. 适用于敏感或脆弱的土壤样品或长期储存, ASTM D1587中的程序详细说明了用多层保鲜膜包裹样品, 箔, 微晶蜡.

样品切割线锯和直尺

目视土壤分类:记录样品

在挤压, 部分样品可留作实验室分级试验,如粒度和级配, 或者阿特伯格极限. 在这一阶段,大多数实验室将利用这个机会对回收土壤的粒度特征进行直观分类, 外观, 层理结构, 和刚度. 相同的基本工具用于 土壤场分类 应用于此流程.

  • 土壤袋渗透仪, 剪切叶片测试仪, geotester 所有仪器都能可靠地估算粘性土的无约束强度和抗剪强度.
  • 土壤密度体积计 使用一个小型校准圆筒推入样品,快速估计土壤密度.
  • 孟塞尔彩色书 提供了一种被普遍接受的精确描述颜色的方法, 浓度, 土壤和其他自然物质的色调.
  • 土工分类图 建立土壤颗粒视觉描述的边界尺寸. 沙粒大小的颗粒附着在卡片上, 以及砾石的尺寸限制, 鹅卵石, 和巨石在使用统一土壤分类系统的图表中标注.
土壤分类仪

样品尺寸:精密修整

无论是在挤压过程中直接从管子中取出,还是从任何形状的保存样品中修剪, 每个试样的尺寸必须调整到特定测试方法所规定的精确尺寸.

An 可调式土壤修剪机,或土车床,是一起使用 上压板 和一个线锯或锋利的修剪刀直径大小. 顶部压板的选择基于所需的样品直径. 土壤修剪器根据样品类型和测试方法执行完全或初步上浆:

  • 圆柱形样本, 如用于三轴剪切, 无侧限抗压强度,, 柔性壁渗透率测试, 通常具有2:1的高径比. 样管的直径影响最终的样品直径,大部分在1中.0 to 4.0英寸(25mm至100mm)范围. 通常,样本来自一个标称的3.0英寸(76mm)谢尔比管生产2.8in (71.1mm)直径的试样. 土壤修剪修剪圆柱标本精确直径,准备测试.
  • 土壤修剪机还对圆形直剪和固结试验样品进行初步定径, 简化最后的准备工作. 这些样品的最终尺寸要精确贴合 剪切盒 而且 固结仪 使用专用切割环.
精密切割土样

排水 & 负载下流量

三轴, flex-wall渗透率, 直接剪切, 固结试验均受水力力的影响, 随着荷载的变化,水进出土壤基质. 为了得到准确的测试结果,这些样品的末端必须允许水自由移动.

  • 多孔的石头 坚硬的金属圆盘或方形是否允许水不受限制地流动,并在测试过程中为土样提供稳定的基础.
  • 滤纸 放置在土样和多孔石之间减少土壤迁移到石基质,使清洁更容易.
排水及流动

流体压力保护

三轴剪切和柔性壁渗透性是非常不同的土壤试验,但都是在流体加压单元中对相似制备的样品进行的. 测试样品由柔性膜保护免受流体渗透,并共享几个共同的制备设备:

  • 乳胶膜 在样品制备阶段,是否紧贴在三轴和弯曲壁渗透率样品上,以密封它们以防止流体的影响, 通常水, 测试时压力大. 膜可用于各种样品尺寸在0.012in或0.025年的厚度.
    • 膜担架 使用真空压力将乳胶膜向外拉伸,便于放置.
    • o型环 密封乳胶膜,防止渗漏到试样中.
      • o形圈放置工具 有不同尺寸的o形环,并且可以在不干扰样品的情况下正确放置o形环.
  • 斜方盒子 允许将试件修整到精确的长度,两端平行, 就像可调节的土壤修剪机将它们修剪成正确的直径. 这些设备也使用线锯或修剪刀.
  • 压实模具组件 是否与两部分压实模具一起使用,以制备用于测试的粘性土的重塑样品. 该装置包括一个底板和夹具,以确保模具压实期间.
  • 两部分真空分体式模具 准备颗粒土样品进行测试. 有了这个设备, 当土壤被压实时,一个真空装置将乳胶膜吸附在两侧.
  • 帽座 当安装和安装排水口和通流管道时,是否位于样品的顶部和底部. 除了6.0in (152.4mm)直径大小,它们都兼容三轴或弯曲壁渗透率样品.
  • 测试细胞试剂盒 是否可提供特定的样品直径. 套件包括一个盖子和底座,两个多孔的石头,两个乳胶膜,和四个o形环. 该试剂盒可互换用于三轴或弯曲壁渗透率样品, 除了6.0in (152.4mm)直径大小.
  • 渗透性压实锤 是根据ASTM D2434 标准(已撤回),但也适用于其他样品制备应用. 该装置具有一个可调的滑动锤,可用于制备重塑样品,用于三轴和弯曲壁渗透率测试.
流体加压电池组件

我们希望这篇博客文章能给你一些关于为最常见的岩土实验室测试选择样品制备设备的想法, 请与我们的 测试专家 讨论你的申请.

 关于作者本·巴克斯