一種可控密度式土工三軸制樣器制造技術

本實用新型專利技術涉及可控密度式土工三軸制樣器，可有效解決試樣上下不均勻，試樣表觀不完整的問題，技術方案是，壓力框架是由下圓盤、上圓盤和豎直裝在兩圓盤之間的支柱構成的框架結構，上圓盤上裝有豎直的螺旋軸，螺旋軸下部的端部上裝有壓盤，千斤頂豎直固定在下圓盤上，千斤頂上裝有制樣模具，制樣模具為上部開口的中空結構，制樣模具的上口部裝有帶檐圓柱，帶檐圓柱是由頂檐和裝在頂檐下部的柱體構成的一體結構，頂檐卡在制樣模具的上口部，柱體伸入制樣模具的腔體內，柱體的下端面和制樣模具的底面之間的腔體構成試樣的壓制空間，本實用新型專利技術通過導筒與不同高度帶檐鐵質圓柱配合，實現三軸試樣的均勻分層制樣，是解決可控三軸制樣有效的方法。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及可控密度式土工三軸制樣器，可有效解決試樣上下不均勻，試樣表觀不完整的問題，技術方案是，壓力框架是由下圓盤、上圓盤和豎直裝在兩圓盤之間的支柱構成的框架結構，上圓盤上裝有豎直的螺旋軸，螺旋軸下部的端部上裝有壓盤，千斤頂豎直固定在下圓盤上，千斤頂上裝有制樣模具，制樣模具為上部開口的中空結構，制樣模具的上口部裝有帶檐圓柱，帶檐圓柱是由頂檐和裝在頂檐下部的柱體構成的一體結構，頂檐卡在制樣模具的上口部，柱體伸入制樣模具的腔體內，柱體的下端面和制樣模具的底面之間的腔體構成試樣的壓制空間，本技術通過導筒與不同高度帶檐鐵質圓柱配合，實現三軸試樣的均勻分層制樣，是解決可控三軸制樣有效的方法。【專利說明】 一種可控密度式土工三軸制樣器
本技術涉及土木工程土工試驗領域，特別是一種砂土及細粒土可控密度式土工三軸試驗制樣裝置。
技術介紹
土料是土壩、堤壩、路基等工程方面的重要施工材料，在工程施工中需要對土料進行夯實或碾壓使其達到設計密實度。碾壓后土體的抗剪強度大小是影響工程穩定的重要因素，因此按照工程設計要求，在室內通過三軸抗剪強度試驗來確定重塑后的土體強度是必不可缺少重要環節。依據國家土工實驗規程，進行土樣的重塑需要嚴格控制其密度，以便能夠準確反映工程實際情況。 傳統意義上的重塑土樣制備方法是采用分層擊實法，由于這種方法在各層土的擊實擊數與密度關系的不確定，因此其在精確控制密度方面有著相當大的難度。介于此原因，需要探索一種新的方法來制備土樣，經研究發現通過壓實的方法可以較精確的進行密度控制，但由于試樣高度問題的影響，導致選用壓制法制取三軸試樣時，需要分三層制備，每層土壓制后的高度均滿足1/3試樣高度，而如何研制出相應的制樣器具是解決此問題的關鍵。
技術實現思路
針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本技術之目的就是提供一種砂土及細粒土可控密度式土工三軸試驗制樣裝置，可有效解決同一批試樣個體之間不能滿足同一性要求，試樣上下不均勻，試樣表觀不完整的問題。 本技術解決的技術方案是，一種可控密度式土工三軸制樣器，包括壓力框架和千斤頂，壓力框架包括下圓盤、上圓盤和豎直裝在兩圓盤之間的支柱構成的框架結構，上圓盤上裝有豎直的螺旋軸，螺旋軸伸出上圓盤下部的端部上裝有壓盤，千斤頂豎直固定在下圓盤上，千斤頂的活塞桿上裝有制樣模具，制樣模具為上部開口的中空結構，制樣模具的上口部裝有帶檐圓柱，帶檐圓柱是由頂檐和裝在頂檐下部的柱體構成的一體結構，頂檐卡在制樣模具的上口部，柱體伸入制樣模具的腔體內，柱體的下端面和制樣模具的底面之間的腔體構成試樣的壓制空間，千斤頂施加上頂壓力，作用于制樣模具，制樣模具上移，當裝在制樣模具上的帶檐圓柱的頂檐與壓盤相接觸時，對帶檐圓柱產生向下的壓制力，從而對裝在壓制空間內的試樣進行壓制。 所述的制樣模具包括模具體和導筒，模具體為上部開口的圓形中空結構，導筒兩端開口的管狀結構，導筒和模具體口部相對，上下拼裝在一起，構成拆卸式的一體結構，模具體和導筒的內徑相同，所述的帶檐圓柱有3個，分別為第一帶檐圓柱、第二帶檐圓柱和第三帶檐圓柱，第一帶檐圓柱的柱體高度為h，第二帶檐圓柱的柱體高度為h2，第三帶檐圓柱的柱體高度為h3，模具體內腔的高度為H1，導筒的內腔高度為H2，其中，h3=H2 ^^2=2^/3,VH2=H1A 本技術結構新穎獨特，簡單合理，壓制土樣時候，通過導筒與不同高度帶檐鐵質圓柱配合，實現三軸試樣的均勻分層制樣，能夠較為精確的進行試樣密度控制，制備試樣均勻、完整且光滑，密度滿足設計要求；對于各種尺寸的試樣，均可以通過改變制樣模具及帶檐鐵質圓柱尺寸來實現，對于土工三軸試驗具有普遍的適用性，是三軸制樣設備上的創新。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是本技術的立體圖。 圖2是本技術壓力框架的結構示意圖。 圖3是本技術制樣模具的結構示意圖。 圖4是本技術導筒的結構示意圖。 圖5是本技術制樣模具的底座的結構示意圖。 圖6是本技術圓弧片的結構示意圖。 圖7是本技術箍圈的結構示意圖。 圖8是本技術帶檐圓柱的結構示意圖。 【具體實施方式】 以下結合附圖對本技術的【具體實施方式】作進一步詳細說明。 由圖1-8給出，本技術一種可控密度式土工三軸制樣器，包括壓力框架和千斤頂，壓力框架I包括下圓盤12a、上圓盤12b和豎直裝在兩圓盤之間的支柱11構成的框架結構，上圓盤12b上裝有豎直的螺旋軸14，螺旋軸14伸出上圓盤下部的端部上裝有壓盤15，千斤頂2豎直固定在下圓盤12a上，千斤頂2的活塞桿上裝有制樣模具4，制樣模具4為上部開口的中空結構，制樣模具4的上口部裝有帶檐圓柱3，帶檐圓柱3是由頂檐31和裝在頂檐下部的柱體32構成的一體結構，頂檐31卡在制樣模具的上口部，柱體32伸入制樣模具4的腔體內，柱體32的下端面和制樣模具4的底面之間的腔體構成試樣的壓制空間，千斤頂2施加上頂壓力，作用于制樣模具4，制樣模具4上移，當裝在制樣模具4上的帶檐圓柱3的頂檐31與壓盤15相接觸時，對帶檐圓柱3產生向下的壓制力，從而對裝在壓制空間內的試樣進行壓制。 為保證使用效果，所述的頂檐31的上端面與壓盤15的下端面正對； 所述的螺旋軸14伸出上圓盤上部的一端上裝有轉輪14，方便調整高度； 所述的制樣模具4包括模具體和導筒43，模具體為上部開口的圓形中空結構，導筒43兩端開口的管狀結構，導筒43和模具體口部相對，上下拼裝在一起，構成拆卸式的一體結構，模具體和導筒43的內徑相同，所述的帶檐圓柱3有3個，分別為第一帶檐圓柱3a、第二帶檐圓柱3b和第三帶檐圓柱3c，第一帶檐圓柱3a的柱體高度為Ii1，第二帶檐圓柱3b的柱體高度為h2，第三帶檐圓柱3c的柱體高度為h3，模具體內腔的高度為H1，導筒43的內腔高度為H2，其中，h3=H2 h2-H2=2H1/3,h1-H2=H1/3 ;所述的模具體內腔的高度H1和導筒43的內腔高度H2均為拼裝完成后的實際內腔高度，即不含搭接高度； 使用時，將已備土樣按質量平均分成三份，先將其中一份已備土樣裝入壓制空間，在導筒43的上口部裝上最長的第一帶檐圓柱3a，千斤頂2施加上頂壓力，作用于模具體的底部，制樣模具上移，當裝在導筒43上的第一帶檐圓柱3a的頂檐與壓盤15相接觸時，對第一帶檐圓柱3a產生向下的壓制力，在導筒的導入作用下，柱體對裝在壓制空間內的土樣進行壓制，壓制后土樣的厚度為模具體內腔的高度的1/3，千斤頂回位，卸下第一帶檐圓柱3a;再將第二份已備土樣裝入壓制空間，在導筒43的上口部裝上次長的第二帶檐圓柱3b，千斤頂2施加上頂壓力，作用于模具體的底部，制樣模具上移，當裝在導筒43上的第二帶檐圓柱3b的頂檐與壓盤15相接觸時，對第二帶檐圓柱3b產生向下的壓制力，在導筒的導入作用下，柱體對裝在壓制空間內的土樣進行壓制，壓制后土樣的厚度為模具體內腔的高度的2/3，千斤頂回位，卸下第一帶檐圓柱3a;再將最后一份已備土樣裝入壓制空間，在導筒43的上口部裝上最短的第三帶檐圓柱3c，千斤頂2施加上頂壓力，作用于模具體的底部，制樣模具上移，當裝在導筒43上的第三帶檐圓柱3c的頂檐與壓盤15本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可控密度式土工三軸制樣器，包括壓力框架和千斤頂，其特征在于，壓力框架（1）包括下圓盤（12a）、上圓盤（12b）和豎直裝在兩圓盤之間的支柱（11）構成的框架結構，上圓盤（12b）上裝有豎直的螺旋軸（14），螺旋軸（14）伸出上圓盤下部的端部上裝有壓盤（15），千斤頂（2）豎直固定在下圓盤（12a）上，千斤頂（2）的活塞桿上裝有制樣模具（4），制樣模具（4）為上部開口的中空結構，制樣模具（4）的上口部裝有帶檐圓柱（3），帶檐圓柱（3）是由頂檐（31）和裝在頂檐下部的柱體（32）構成的一體結構，頂檐（31）卡在制樣模具的上口部，柱體（32）伸入制樣模具（4）的腔體內，柱體（32）的下端面和制樣模具（4）的底面之間的腔體構成試樣的壓制空間。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋日英，黃志全，宋麗娟，薛振聲，張戰強，馬向軍，劉瑩瑩，
申請(專利權)人：華北水利水電大學，
類型：新型
國別省市：河南;41