1.一种适用于离心机实验的土样制备装置,包括真空搅拌装置,其特征在于,还包括黏土压载装置(3)和撒砂装置(4);其中,所述真空搅拌装置包括搅拌器(1)和搅拌桶(2),所述搅拌桶(2)用于盛装含水的黏土,所述搅拌器(1)用于搅拌含水的黏土,获得饱和均匀的泥浆,以模拟黏土土层;所述黏土压载装置(3)包括离心实验箱(31)、手压泵(32)和连接管(33),所述离心实验箱(31)与所述手压泵(32)之间通过所述连接管(33)连接;所述离心实验箱(31)用于装载并压制倒入其中的土样,所述手压泵(32)用于提供不同的压力,将多份土样压制成目标强度的硬黏土,叠加在所述饱和均匀的泥浆上面,获得上硬黏下软黏土样,以模拟上硬黏下软黏土层,分层压载力为:γ 1 h 1 +γ 2 h-h 1其中,γ 1 为上硬黏土的有效容重,h为对应的原型深度,γ 2 为下软黏土的有效容重,h 1 为上硬黏土厚度;所述撒砂装置(4)通过撒砂在所述饱和均匀的泥浆上形成不同厚度的砂,获得上砂下黏土样,以模拟上砂下黏土层,分层压载力为:γ 3 h 3 +γ 2 h-h 3其中,γ 3 为上砂土的有效容重,h为对应的原型深度,γ 2 为下软黏土的有效容重,h 3 为预计的上砂层厚度;所述撒砂装置(4)包括存砂罐(41)、橡胶管(42)、控制阀(43)和机械臂(44),所述存砂罐(41)的底板设置有下料口,所述下料口与所述控制阀(43)之间通过所述橡胶管(42)连通;所述存砂罐(41)内装有砂土,在离心机的离心力驱动下,所述存砂罐(41)的砂土通过橡胶管(42)向下落入所述控制阀(43),并从所述控制阀(43)向外撒出;所述机械臂(44)的固定端安装在离心实验箱(31)上,所述控制阀(43)固定在所述机械臂(44)的自由端,机械臂(44)的固定端配置有驱动电机和编码器,所述驱动电机与所述编码器通过数据线相连;所述存砂罐(41)的边缘固定有多个连接片(410),每个连接片(410)上开设有连接孔,连接孔上穿设螺栓将所述存砂罐(41)安装在离心机上。
2.根据权利要求1所述的土样制备装置,其特征在于,所述真空搅拌装置还包括真空泵,所述搅拌器(1)包括一圆盘(10),所述圆盘(10)的两侧分别配置有电机(11)和搅拌叶片(13),所述电机(11)的输出轴固定连接有搅拌轴(12),所述搅拌轴(12)穿设于所述圆盘(10),所述搅拌轴(12)的末端上固定有搅拌叶片(13);所述圆盘上设置有抽真空孔(14),用于对接所述真空泵;所述圆盘(10)的外边缘和所述所述搅拌桶(2)的外边缘对应设置有若干个螺栓孔,当所述圆盘(10)盖设于所述搅拌桶(2)的端口时,所述圆盘(10)外边缘的若干个螺栓孔与所述搅拌桶(2)外边缘的若干个螺栓孔分别对应并用螺栓固定连接。
3.根据权利要求2所述的土样制备装置,其特征在于,所述圆盘(10)的外边缘与所述搅拌桶(2)的外边缘之间设置有密封圈。
4.根据权利要求1所述的土样制备装置,其特征在于,所述离心实验箱(31)是由一个底板及四个侧板通过螺栓连接组装成上端开口的长方体,所述离心实验箱(31)的上端口盖设有透水板(311),所述透水板(311)上密布有多个排水孔。
5.根据权利要求4所述的土样制备装置,其特征在于,所述离心实验箱(31)的其中一个侧面的侧板设置为观察板,所述观察板为透明材质板,所述观察板上设置有深度刻度线(312)。
6.根据权利要求4所述的土样制备装置,其特征在于,所述连接管(33)一端开口、另一端封闭,所述连接管(33)的开口端固定于所述透水板(311)中央上且与所述离心实验箱(31)的内部相连通,所述连接管(33)的侧壁上设置通气孔,所述通气孔与所述手压泵(32)的出气口通过管道相连通。
7.根据权利要求6所述的土样制备装置,其特征在于,所述黏土压载装置(3)还包括反力架,所述反力架包括上横梁(341)、下横梁(342)、左支柱(343)和右支柱(344),所述上横梁(341)和所述下横梁(342)均为普通槽钢,所述左支柱(343)和所述右支柱(344)均为全螺纹螺杆,所述离心实验箱(31)设置于所述下横梁(342)和所述上横梁(341)之间,且所述连接管(33)两端分别抵靠所述上横梁(341)和所述透水板(311),所述左支柱(343)和所述右支柱(344)的两端分别配置有螺母,所述下横梁(342)和所述上横梁(341)的左端通过左支柱(343)及两端的螺母固定,所述下横梁(342)和所述上横梁(341)的右端通过右支柱(344)及两端的螺母固定。