一种用于获取三轴试样微观结构的切土分层装置

本发明属于土工试验制样领域，特别涉及一种用于获取三轴试样微观结构的切土分层装置。

背景技术：

1、目前对土体微观结构的观测研究方法主要采用扫描电子显微镜拍摄表面图像，该方法具有分辨率高和景深相对较大的优点，但是操作繁琐，制样过程需要切割、冷冻干燥、喷金等多个步骤，且对试样的形状和大小有一定的限制；试样需要在真空的环境下观察，无法直接观测含水的土样。

2、光学显微镜是一种精密的光学仪器，目前已广泛应用于众多领域，尤其是在生物学、医学、实验教学等领域。利用光学显微镜对土体表层进行观察时，可以直接对原始土样进行观察，无需进行额外处理，制样简便，容易操作，对试样的尺寸也没有要求。但由于高倍率显微镜的成像景深存在一定限制，在观察的土样表面极度不平整或观察倍率较高的情况下，对微观结构成像会变得模糊，从而增加了收集微观结构信息带的困难。

3、因此在用光学显微镜研究三轴试样内部土体微观结构时，不能采用传统的制样方法，需要一种土样层切装置对三轴试样进行切割，在尽量减少对试样扰动的情况下，获得自然断裂的新鲜、平整的断面为土体微观结构观测提供更便捷和高效的方式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于获取三轴试样微观结构的切土分层装置，旨在通过对三轴试样纵向分层切割，在减少扰动的形况下，形成新鲜平整的断面，解决传统切样容易引起土体扰动，制备时间过长的问题。

2、本发明的技术方案：

3、一种用于获取三轴试样微观结构的切土分层装置，包括固定装置和弧形刀片；

4、所述分瓣式固定装置包括两瓣对开的圆弧内壁固定模具、垫块、一个夹紧支架和一个固定螺栓；固定模具为分瓣式结构，防止在装入试样时产生扰动，材料为铝合金材质，两瓣间通过卡槽相互连接，固定模具每瓣的内壁为光滑的半圆形，能够容纳制备好的三轴试样；固定模具上部开设有刀片安装槽用于插入弧形刀片；垫块为大小一致的铝合金圆柱体，外壁光滑，可从固定模具底部放入，用于依次将试样推出并在固定装置上部露出相应高度；夹紧支架为u形结构，底部板边长大于内部固定模具的边长，在一侧设置螺纹孔，拧入固定螺栓将固定模具进行横向固定。

5、所述两片弧形刀片刃口为半圆形，直径小于三轴土样直径，采用不锈钢材质制成，尺寸与所述固定模具上的刀片安装槽相适配，弧形刀片的外边缘有向下凸起的限位板，在刀片向内推动过程中确保刀刃与土样逐渐贴合并切割表面形成一定深度的刻槽。

6、本发明的有益效果：

7、本发明装置能够高效、准确地对三轴试样进行内部分层切割，获得平整且新鲜的断面，为观察土体微观结构提供便利条件。

8、本发明装置结构简单，易于操作，便于在实验室对土体进行剖切。

9、本发明在土体微观研究领域，为提高实验效率、减少样品制备时间提供了一种创新地解决方案。

技术特征：

1.一种用于获取三轴试样微观结构的切土分层装置，其特征在于，该切土分层装置包括分瓣式固定装置和弧形刀片；

2.根据权利要求1所述的切土分层装置，其特征在于，所述的固定模具的材料为铝合金材质。

3.根据权利要求1所述的切土分层装置，其特征在于，所述的垫块为多个大小一致的铝合金圆柱体。

4.根据权利要求1所述的切土分层装置，其特征在于，所述弧形刀片的材质为不锈钢材质。

技术总结
本发明属于土工试验制样领域，公开了一种用于获取三轴试样微观结构的切土分层装置，该装置包括固定装置和弧形刀片两部分，固定装置用于固定三轴土样，包括两个弧形模具，模具之间通过卡槽结构进行连接固定，设有相配合的圆柱形垫块，可将土样垫升至高于固定模具的上边缘，通过外侧固定螺栓进行横向夹持；弧形刀片置于固定装置上方，由两片分开式半圆形刀片组成，通过沿固定装置上的凹槽相对向内滑动，实现对土样的切割，切割过程在土样表面留下一圈刻槽，将土样挤压撬起，获得平整且新鲜的断面，以供土体微观结构的观测。本发明有效解决了传统手动掰断试样困难、表面易扰动的问题，为后续土体微观结构观测提供更为准确和可靠的结果。

技术研发人员：杨钢,苏逍,杨庆,羿宏林
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29