本发明涉及土力学技术领域，尤其涉及一种倾斜分层土样的制备方法。
背景技术：
随着土力学特性研究精确性的提高，尤其是土坡塌方、地表、土石坝开裂、射流破土等领域的发展，土体试验的准确测量显得日益重要，而土样的优劣对测量的准确性影响极大。岩土的各项物理性质是土木工程研究的重要方向之一。在岩土工程实验中，常常需要制备仿真土样。
目前，在工程中由于受力方向的不同，最大主应力也会与层状分布的水平面间存在夹角，这就需要在土体试验中制备出倾斜分层的土样。但是，目前并没有倾斜分层的土样的制备技术。
技术实现要素：
本发明通过提供一种倾斜分层土样的制备方法，解决了现有技术中无法制备出倾斜分层的土样的技术问题，实现了能够制备出倾斜分层的土样的技术效果。
本发明提供了一种倾斜分层土样的制备方法，包括：
将底层土样置入开口容器中，通过倾斜击杆将所述底层土样压实；
将夹层土样放置在所述底层土样上，通过所述倾斜击杆将所述夹层土样压实；
将顶层土样放置在所述夹层土样上，通过所述倾斜击杆将所述顶层土样压实。
进一步地，在所述底层土样与所述夹层土样的接触面，做刨毛处理。
进一步地，在所述夹层土样与所述顶层土样的接触面，做刨毛处理。
进一步地，所述刨毛处理具体包括：
在所述底层土样和/或所述夹层土样的顶部进行划切。
进一步地，所述夹层土样的厚度占分层土样整体厚度的1/16-2/16之间。
进一步地，还包括：
选取出符合干密度要求的原土样；
通过筛网对所述选取出的原土样进行筛选；
按照需求向筛选出的土样加水，得到所述底层土样或所述夹层土样或所述顶层土样。
进一步地，在所述选取出符合干密度要求的原土样之后，对所述选取出的原土样进行烘干。
进一步地，在所述按照需求向筛选出的土样加水的过程中，通过公式m水＝m×w％计算出加入的水的质量；其中，m水是加入的水的质量，m是待加水土样的质量，w％是试验所要求的含水率。
进一步地，在所述按照需求向筛选出的土样加水之后，对加水后的土样进行搅拌。
进一步地，在所述对加水后的土样进行搅拌之后，将搅拌后的土样在常温下密封保存24小时。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
先将底层土样置入开口容器中，通过倾斜击杆将底层土样压实；再将夹层土样放置在底层土样上，通过倾斜击杆将夹层土样压实；最后将顶层土样放置在夹层土样上，通过倾斜击杆将顶层土样压实，从而得到倾斜分层土样，解决了现有技术中无法制备出倾斜分层的土样的技术问题，实现了能够制备出倾斜分层的土样的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法的流程图；
图2为通过本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法制作出的倾斜击杆的结构示意图；
图3为通过本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法制作出的倾斜击杆的实物图；
图4为通过本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法制备含倾斜软弱夹层的分层土样的第一效果图；
图5为通过本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法制备含倾斜软弱夹层的分层土样的第二效果图；
图6为通过本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法制备含倾斜软弱夹层的分层土样的第三效果图；
图7为通过本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法制备出的含倾斜软弱夹层的分层土样的实物图。
其中，1-击样器，2-倾斜击杆，3-底层土样，4-刀，5-夹层土样，6-顶层土样。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种倾斜分层土样的制备方法，解决了现有技术中无法制备出倾斜分层的土样的技术问题，实现了能够制备出倾斜分层的土样的技术效果。
本发明实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
先将底层土样置入开口容器中，通过倾斜击杆将底层土样压实；再将夹层土样放置在底层土样上，通过倾斜击杆将夹层土样压实；最后将顶层土样放置在夹层土样上，通过倾斜击杆将顶层土样压实，从而得到倾斜分层土样，解决了现有技术中无法制备出倾斜分层的土样的技术问题，实现了能够制备出倾斜分层的土样的技术效果。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参见图1，本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法，包括：
步骤s110：将底层土样置入开口容器中，通过倾斜击杆将底层土样压实；
具体地，通过倾斜击杆以50n的力保持1分钟即可压实底层土样。
步骤s120：将夹层土样放置在底层土样上，通过倾斜击杆将夹层土样压实；
具体地，通过倾斜击杆以50n的力保持1分钟即可压实底层土样。
步骤s130：将顶层土样放置在夹层土样上，通过倾斜击杆将顶层土样压实。
具体地，通过倾斜击杆以50n的力保持1分钟即可压实底层土样。
这里需要说明的是，要完成本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法，首先需要制作本制备方法所需的倾斜击杆，制作倾斜击杆的具体过程包括：
首先根据试验所要求的角度α，在机床上将传统的平面击杆进行切削。再对切削出的表面进行打磨、抛光处理，从而将平面击杆加工为具有角度的斜面击杆，即倾斜击杆，得到的倾斜击杆如图2和图3所示。通过倾斜击杆就可以控制土样夹层的倾斜角度，设计简单，易于加工，方便操作，具有很强的可行性。
为了增加各接触面间的粘结性，在底层土样与夹层土样的接触面，做刨毛处理。
为了进一步增加各接触面间的粘结性，在夹层土样与顶层土样的接触面，做刨毛处理。
具体地，刨毛处理具体包括：
在底层土样和/或夹层土样的顶部进行划切。
在本实施例中，可以通过刀在底层土样和/或夹层土样的顶部进行划切。
为了避免夹层土样对倾斜分层土样试样的力学行为产生影响，从而保证试验的准确性，夹层土样的厚度占分层土样整体厚度的1/16-2/16之间。
对本实施例中底层土样、夹层土样和顶层土样的制备方法进行说明，根据所做岩土试验规程以及试验仪器要求制备相应含水率、干密度、粒径的土样，具体的制备方法包括：
选取出符合干密度要求的原土样；
具体地，对原土样的干密度进行测试，从而选取出符合干密度要求的原土样。
通过筛网对选取出的原土样进行筛选；
具体地，所选的筛网的网孔根据具体的试验要求选取。
按照需求向筛选出的土样加水，得到底层土样或夹层土样或顶层土样。
这里需要说明的是，底层土样、夹层土样和顶层土样的含水率需求可能是一样的，也可能是不一样的，需按照底层土样、夹层土样和顶层土样各自所需的含水率需求向筛选出的土样加水，从而得到所需的底层土样、夹层土样和顶层土样。
为了提高制备出的土样的准确性，在选取出符合干密度要求的原土样之后，对选取出的原土样进行烘干。
这里对加入的水的质量进行说明，在按照需求向筛选出的土样加水的过程中，通过公式m水＝m×w％计算出加入的水的质量；其中，m水是加入的水的质量，单位为g；m是待加水土样的质量，单位为g；w％是试验所要求的含水率。
为了控制土样的含水率，从而进一步提高制备出的土样的准确性，在按照需求向筛选出的土样加水之后，对加水后的土样进行搅拌。
为了使试样均匀含水，在对加水后的土样进行搅拌之后，将搅拌后的土样在常温下密封保存24小时，得到试验中所要求的具有含水率w％的湿润土样。
以尾砂为例：
根据试验规程以及试验仪器要求，制备一定含水率的非夹层粗粒尾砂和夹层细粒尾砂。其中，非夹层粗粒尾砂的干密度为1.55g/cm3、含水率为15％，夹层细粒尾砂的粒径小于0.075mm、干密度为1.75g/cm3、含水率为31％。
下面通过一个实施例对本发明实施例提供的倾斜分层土样的制备方法进行具体说明：
根据试验规程以及试验仪器要求，共分为三层进行试样的制备工作。
首先，根据试样要求，将作为非倾斜软弱夹层的土样选取一半作为底层土样3盛入击样器1内，随后使用倾斜击杆2将底层土样3压实。在压实后，通过刀4进行刨毛处理，如图4所示。
其次，将作为倾斜软弱夹层的土样作为中间夹层土样5盛入击样器1内，并使用倾斜击杆2将夹层土样5压实。在压实后，同样通过刀4进行刨毛处理，如图5所示。
最后，将作为非倾斜软弱夹层的土样的另一半作为顶层土样6盛入击样器1内，并使用倾斜击杆2将顶层土样6压实。压实后，取出试样，即可得到含倾斜软弱夹层的分层土样，如图6所示。
以尾砂为例：
根据试验规程以及试验仪器要求，三轴试验尾砂样尺寸的直径为39.1mm、高为80mm。试样制备均采用湿式制样法，以更好地控制试样的孔隙率。在制备含有斜面细砂夹层分层土样试样时，先将搅拌均匀的一半粗粒尾砂用倾斜击杆压实，然后将细粒尾砂盛入击样器并压实，最后将剩下的一半粗粒样尾砂压实。制样时，各层土样的接触面均做刨毛处理，细粒尾砂夹层土样的厚度为5mm，即可得到倾角分别为15°、30°、45°和60°的含倾斜软弱夹层的分层土样，如图7所示。
【技术效果】
本发明实施例提供了一种土样室内三轴试验中含有倾斜软弱夹层的土样的制备方法。通过将传统的平面击杆改进为具有不同角度的斜面击杆，从而对土样进行压实并控制夹层倾斜角度，从而制备出能够满足试验规程及试验要求的含有倾斜软弱夹层的分层土样，对于制备含夹层的分层土样具有较好的指导意义。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种倾斜分层土样的制备方法，其特征在于，包括：
将底层土样置入开口容器中，通过倾斜击杆将所述底层土样压实；
将夹层土样放置在所述底层土样上，通过所述倾斜击杆将所述夹层土样压实；
将顶层土样放置在所述夹层土样上，通过所述倾斜击杆将所述顶层土样压实。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述底层土样与所述夹层土样的接触面，做刨毛处理。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述夹层土样与所述顶层土样的接触面，做刨毛处理。
4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述刨毛处理具体包括：
在所述底层土样和/或所述夹层土样的顶部进行划切。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述夹层土样的厚度占分层土样整体厚度的1/16-2/16之间。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
选取出符合干密度要求的原土样；
通过筛网对所述选取出的原土样进行筛选；
按照需求向筛选出的土样加水，得到所述底层土样或所述夹层土样或所述顶层土样。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述选取出符合干密度要求的原土样之后，对所述选取出的原土样进行烘干。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述按照需求向筛选出的土样加水的过程中，通过公式m水＝m×w％计算出加入的水的质量；其中，m水是加入的水的质量，m是待加水土样的质量，w％是试验所要求的含水率。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述按照需求向筛选出的土样加水之后，对加水后的土样进行搅拌。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述对加水后的土样进行搅拌之后，将搅拌后的土样在常温下密封保存24小时。
技术总结