(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211356046.8 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 四川大学 地址 610065 四川省成 都市武侯区一环路 南一段24号 申请人 中国电建集团成 都勘测设计 研究院 有限公司 (72)发明人 禹艳阳　刘恩龙　罗启迅　李建　 杜三林　次仁普尺 　彭文明　 蒋炳楠　 (74)专利代理 机构 成都海成知识产权代理事务 所(普通合伙) 51357 专利代理师 周敏 (51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01)G01N 1/36(2006.01) (54)发明名称 一种初始应力各向异性胶结土及其制备方 法 (57)摘要 本发明公开了一种制备初始应力各向异性 胶结土及其制备方法， 所述胶结土由砂砾石、 粉 黏土和凝石组成， 其中凝石的质量百分比为4～ 6%， 砾石和粉黏土的总量的质量百分比为94～ 96%， 砾石的质量为砾石和粉黏土总质量的13～ 50%。 制备方法包 括以下步骤： （1） ， 将风干的砂 砾 石、 粉黏土和凝石混合拌匀， 再加水拌匀得到混 合料； （2） 将所的混合料通过模具进行制样， 得到 土样； （3） 在拆模前的土样正上方施加竖向载荷 以提供各向异性应力进行养护， 同时 向土样中缓 慢注水， 通过凝石与水的胶结作用将土料胶结在 一起。 本发 明所述方法获得了初始 应力各向异性 胶结土， 从而更准确地模拟河相沉积深厚覆盖层 的级配特性、 胶结 特性和各向异性。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115541346 A 2022.12.30 CN 115541346 A 1.一种初始应力各向异性胶结土， 其特征在于， 由砂砾石、 粉黏土和凝石组成， 凝石的 质量百分比为4～6%， 砾石和粉黏土的总 量的质量百分比为94～96%， 砾石的质量为砾石和 粉黏土总质量的13～5 0%。 2.根据权利要求1所述初始应力各向异性胶结土， 其特征在于， 所述凝石由矿渣、 钢渣 等工业废渣中的至少一种， 与成岩剂 混合后粉碎而得； 所述成岩剂为Ca(OH)、 CaS O4、 NaSO4、 NaSiO3中的至少一种。 3.权利要求1所述初始应力各向异性胶结土的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （1） 据现场土体级配， 按照等量替代法计算出各粒组所需土料的量， 将风干的砂砾石、 粉黏土和凝石混合拌匀， 再加水拌匀得到混合料； （2） 将所的混合料通过模具进行制样， 得到 土样； （3） 在拆模前的土样正上方施加竖向载荷以提供各向异性应力进行养护， 同时向土样 中缓慢注水， 通过凝石与水的胶结作用将土料胶结在一 起， 得到初始应力各向异性胶结土 。 4.根据权利要求3所述方法， 其特征在于， 所述模具为初始应力各向异性胶结土制备装 置， 包括三瓣模 （8） 、 底座 （1） 、 两块透水石 （3） 、 顶座 （5） 、 铁块 （6） 、 载荷引导块 （7） ， 所述三瓣 模围成圆筒状， 圆筒 下部位于底座中， 所述底座为设置有两层圆形 凹腔的圆盘状， 所述两层 凹腔上下连为一体， 上层凹腔的直径与三瓣模组成的圆筒的外径匹配， 下层凹腔的直径与 三板模的内径匹配， 使得底座内壁形成一圈宽度与三瓣模的壁厚匹配的台阶， 三瓣模的底 部坐于台阶上； 所述两块透水石中的一块位于底座的下层凹腔中， 土样 （4） 位于位于三瓣模 中立于透水石 上； 所述顶座为圆筒状， 内侧壁上沿周向设置有台阶， 使顶座内腔的下部内径 大于上部内径， 且下部内径与三瓣模围成的圆筒的外径匹配， 上部内径与三瓣模围成的圆 筒的内径匹配， 从而使得顶座通过台阶坐于三瓣膜顶部； 另一块透水石盖在土样顶部且位 于顶座内， 通过顶座限位； 在养护过程中， 所述载荷引导 块和铁块加载于 土样顶部 。 5.根据权利要求4所述方法， 其特征在于， 所述载荷引导块为直径与土样相同的圆柱 状， 载荷引导块位于土样顶部的透水石上方， 通过顶座限位， 使载荷引导块、 透水石和土样 的纵向中心轴线位于同一直线上； 所述铁块位于载荷引导块上， 且保持重心与载荷引导块 的重心在同一 直线上。 6.根据权利要求4所述方法， 其特征在于， 所述载荷引导块的顶面中心， 设置有与用于 与施加载荷的铁块衔接以引导竖向载荷避免偏心的衔接柱 （10） ； 所述铁块为圆柱形， 铁块 底面中心设置有与载荷引导块上的衔接柱匹配的圆柱形孔洞， 衔接柱插入孔洞中实现载荷 铁块的固位并确保铁块重心与土样的中心轴线在同一直线 上； 铁块的顶面中心设置有用于 与下一铁块衔接的衔接柱， 每块铁块的顶面和地面对应位置均分别设置衔接柱和圆柱形孔 洞。 7.根据权利要求4所述方法， 其特征在于， 所述三瓣模的每一瓣模上在同一高度处设置 有连接耳 （9） ， 所述底座和顶 座上对应 设置有连接耳， 通过长螺栓穿过同一竖直方向上的三 个连接耳实现顶座和底座的连接 。 8.根据权利要求4所述方法， 其特征在于， 所述三瓣模周向设置有用于 固定三瓣模确保 围成的圆筒的稳固性的箍圈 （11） ； 所述三瓣模与 底座的衔接处设置有密封圈以保证三瓣模 和底座之间密封 。 9.根据权利要求4所述方法， 其特征在于， 所述顶座的侧壁设置有排气孔， 所述底座中权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541346 A 2心设置有 进水孔， 在养护过程中通过进水灌水进入土样进行土样的养护。 10.根据权利要求3所述方法， 其特征在于， 各组分的含量， 以及砂砾石、 粉黏土的粒径 根据天然土体的级配进 行确定， 确保人工制备试样与天然土体的级配相似， 对于超径部 分， 采用等量替代法进行处 理； 所述砂砾粒径为0.1～10m m， 所述粉黏土粒径小于 0.1mm。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541346 A 3