三段式模具是一种专门的容器装置，用于在将红土压制成精确尺寸的圆柱形试样时容纳土壤。其基本机械功能是在压力下对土壤进行塑形，但其特点是可以拆卸成三个部分，从而无损地取出试样。
核心要点 三段式模具的关键价值不仅在于塑形土壤，更在于其无损取出过程。通过拆卸侧壁而不是强行取出试样，它能够保持易碎的红土试样的结构完整性，这是重复加载三轴试验中获得精确数据的先决条件。
试样制备的力学原理
精确的几何塑形
模具的主要作用是在压实阶段充当刚性边界。它确保红土被压制成具有特定直径和高度的圆柱体。
这种几何均匀性对于标准化至关重要。如果没有这种一致的约束，土壤就无法形成实验室测试规程所需的精确形状。
分段式设计
与标准实心管模具不同，三段式模具采用分段式设计。它由三个独立的段组成，在压制阶段将它们锁定在一起形成圆柱体。
这一设计特点允许用户在压实完成后拆卸侧壁。这一功能将取出过程从推挤操作转变为简单的拆卸操作。
保持试样完整性
消除挤出应力
在标准成型过程中，从管中取出压实的土壤试样通常需要挤出（推挤）。这种摩擦会引起应力、表面剪切或内部开裂。
三段式模具完全消除了这种风险。通过将侧壁从土壤上移开，试样可以独立站立，而无需承受挤出力的作用。
确保测试准确性
保持土壤的内部结构不仅仅是美观问题；它是一项技术必需。文中强调，该模具专门用于制备重复加载三轴试验的试样。
这些试验测量土壤在应力下的行为。如果在从模具中取出过程中试样受到干扰或损坏，测试结果将受到影响且不准确。
应避免的常见陷阱
标准模具的风险
土壤制备中的一个常见错误是使用标准实壁模具处理精密的红土。虽然这些模具可能适用于更坚固的材料，但它们在取出阶段会带来很高的结构干扰风险。
忽视微观干扰
很容易认为试样看起来是完整的，即使肉眼可见。然而，从非三段式模具中挤出试样所需的力可能会引起肉眼看不见的内部位移。
这些微观干扰会显著影响三轴加载等敏感评估中的数据。使用正确的三段式模具是保证“压实状态”得以维持的唯一方法。
为您的目标做出正确选择
为确保岩土测试的有效性，请根据您的具体测试要求选择设备：
- 如果您的主要重点是尺寸精度：确保在压制阶段将三段式模具紧密组装，以保持精确的直径和高度规格。
- 如果您的主要重点是数据完整性：优先为任何将用于重复加载三轴试验的红土试样使用此模具，以防止结构无效。
红土测试的成功取决于认识到取出试样的方式与形成试样的方式同样重要。
总结表：
| 特征 | 三段式模具功能 | 对红土试样的重要性 |
|---|---|---|
| 设计 | 分段式（三段）设计 | 允许无损拆卸和取出 |
| 几何形状 | 刚性圆柱边界 | 确保精确的直径和高度均匀性 |
| 取出 | 零挤出拆卸过程 | 防止表面剪切和内部微裂纹 |
| 应用 | 专用压实容器 | 重复加载三轴试验精确度的关键 |
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参考文献
- Bárbara Drumond Almeida, Sérgio Neves Monteiro. Effect of Sand Addition on Laterite Soil Stabilization. DOI: 10.3390/ma17246033
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
