CN102901660B - 一种旋杆式三轴试样制样器及其制样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋杆式三轴试样制样器及其制样方法,属于土体力学性能测试技术领域,包括底座,门形支架安装于底座上,旋杆活塞安装于门形支架上,底座的中心处固设有两层直径不等的圆形凸起。制样筒和卸样筒均为圆柱形中空筒体,制样筒、卸样筒的内径分别与两层圆形凸起相适配。本发明的制样方法克服了传统制样和卸样方法的缺陷,不仅能够在制样过程中精确控制试样总体密度,使试样更加均匀,而且卸样快捷安全,方法简便,结构简单。
Description
技术领域:
本发明涉及一种旋杆式三轴试样制样器及其制样方法,属于土木工程学科的土体力学性能测试领域。
背景技术:
目前,随着沿海地区软土地基上兴建工程的增多,土地资源日趋紧张,软土力学性能的测试已成为目前土木工程中的重要内容。实验室在测定软土的三轴力学性能时,通常将其做成直径3.91cm高8.0cm左右的圆柱形标准试样。试样制作过程中需要对其进行均匀击实以达到设计的密实度。实验室试样制作通常采用手工击实和手工卸样,很难精确控制试样的均匀性和试样总体密度,也容易对试样造成损伤甚至损坏,不易操作,影响试样的力学性能检测。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种旋杆式三轴试样制样器及其制样方法,以解决现有技术试样均匀性和易损坏之缺陷,本发明能精确的控制试样总体密度,而且能使试样密度更加均匀、卸样更加方便。
为了达到上述目的,本发明的解决方案是:
一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:包括底座,门形支架安装于底座上,旋杆活塞安装于门形支架上,底座的中心处固设有第一圆形凸起,在第一圆形凸起的中心处固设有第二圆形凸起,制样筒和卸样筒均为圆柱形中空筒体,制样筒内径与第二圆形凸起的外径相适配,卸样筒的内径与第一圆形凸起的外径相适配,旋杆活塞包括旋转手柄、螺纹杆、推头,在门形支架上对应圆形凸起中心处的位置开设有螺纹孔,螺纹杆套装于螺纹孔内,螺纹杆下端固接有推头,螺纹杆上端与旋转手柄固定连接。
进一步设置在于:
所述第一圆形凸起的外径大于第二圆形凸起的外径,所述第一圆形凸起与第二圆形凸起的高度为0.5~4 cm。
在螺纹杆上刻有三个标准刻度点,三个标准刻度点分别控制推头的下表面至第二圆形凸起的距离为1/3、2/3、3/3试样高度,试样高度为8.0 cm。
制样筒的内径与所需制备的圆柱形标准试样直径相同,为3.91 cm;制样筒的高度大于所需制备的圆柱形标准试样高度,在制样筒的底面向外侧延伸形成环形裙边,推头为直径3.91cm的钢饼。
制样筒的高度为12.0 cm。
卸样筒的内径大于制样筒的内径,卸样筒的高度大于所需制备的圆柱形标准试样高度。
卸样筒内径为4.1 cm,卸样筒高度为12.0 cm。
本发明另一方面提供了一种旋杆式三轴试样制样方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)、先将制样筒套装于底座的第二圆形凸起上,然后称取设计1/3重量的重塑土放入制样筒内,旋转旋杆活塞的手柄,通过螺纹杆使推头进入制样筒,对重塑土进行压实,直至螺纹杆的第一刻度点与螺纹孔的上边缘重合,然后反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒;
(2)、再次称取设计1/3重量的重塑土放入制样筒,旋转旋杆活塞的手柄,通过螺纹杆使推头进入制样筒,对重塑土进行压实,直至螺纹杆的第二刻度点与螺纹孔的上边缘重合,然后反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒;
(3)、重复步骤2,将剩余1/3重量的重塑土放入制样筒,旋转旋杆活塞的手柄,通过螺纹杆使推头进入制样筒,直至螺纹杆的第三刻度点与螺纹孔的上边缘重合,然后反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒,此时制样完成;
(4)、当步骤3的推头退出制样筒后,将制样筒取出,并将卸样筒固定在第一圆形凸起上,然后把制样筒放置在卸样筒的上端,制样筒下端的裙边与卸样筒上沿接触,以保证制样筒稳定地放置在卸样筒上,然后旋转旋杆活塞的手柄,使推头进入制样筒,由于推头的作用,将制样筒内的圆柱形土样逐渐由制样筒内推入到卸样筒中;
(5)、步骤4完毕后,反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒;并依次拆除制样筒、卸样筒,卸样完毕,圆柱形土样即可供测试使用。
本发明的有益效果为:
本发明的制样器不仅能够在制样过程中精确控制试样总体密度,使试样更加均匀,而且卸样快捷安全,方法简便,结构简单。
附图说明:
图1是本发明制样器的结构示意图;
图2是本发明制样筒的结构示意图;
图3是本发明卸样筒的结构示意图;
图4是本发明第一次装土制样时的示意图;
图5是本发明制样至2/3标准样高时的示意图;
图6是本发明卸样过程的示意图。
图中标号:1-底座,11-直径3.91cm的圆形凸起,12-直径4.1cm的圆形凸起,2-门形支架,21-螺纹孔,3-旋杆活塞,31-手柄,32-螺纹杆,33-推头,4-制样筒,41-制样筒裙边,5-卸样筒,6-土样。
具体实施方式:
如图1~图3所示,本实施例的一种旋杆式三轴试样制样器,包括底座1,门形支架2安装于底座1上,旋杆活塞3安装于门形支架2上,底座1的中心处固设有直径4.1cm的圆形凸起12,在圆形凸起12的中心固设有直径为3.91cm的圆形凸起11,圆形凸起11和圆形凸起12的高度均为0.5~4 cm,以0.5~1 cm为较佳。制样筒4和卸样筒5分别为圆柱形中空筒体,制样筒4、卸样筒5的内径分别与圆形凸起11、圆形凸起12的外径相适配,以方便地将制样筒4套装于圆形凸起11上,卸样筒5套装于圆形凸起12上,旋杆活塞3包括手柄31、螺纹杆32、推头33,在门形支架2上对应圆形凸起11中心处的位置开设有螺纹孔21,螺纹杆32套装于螺纹孔21内,螺纹杆32下端固接有推头33,螺纹杆32上端与旋转手柄31固定连接。本实施例中,螺纹杆32为刚性杆,其螺纹、大小与门形支架2的螺纹孔21相匹配;手柄31中部垂直刚接在螺纹杆32的上端;推头33为直径3.91 cm的钢饼;在螺纹杆32上刻有三个标准刻度点,分别控制推头33的下表面至凸起11的距离为1/3、2/3、3/3试样高度(即螺纹杆32的每一刻度点与螺纹孔21的上边缘重合时,即对应推头33的下表面至凸起11的距离为1/3、2/3、3/3试样高度),试样的总高度为8.0 cm。制样筒4内径与所需制备的圆柱形标准试样直径相同,为3.91 cm;制样筒4高度比所需制备的圆柱形标准试样高度8.0 cm略大,优选12.0 cm;在制样筒4的底面向外侧延伸形成外径较大的环形裙边41;卸样筒5的内径大于制样筒4的内径,并与圆形凸起12相匹配,本实施例中优选卸样筒5内径为4.1 cm;高度比所需制备的圆柱形标准试样高度8.0 cm略大,优选12.0 cm。
结合图4~图6所示,本实施例的一种旋杆式三轴试样制样方法,包括如下步骤:
(1)、先将制样筒4套装于底座1的圆形凸起11上,然后称取设计1/3重量的重塑土放入制样筒4内,旋转手柄31,通过螺纹杆32使推头33进入制样筒4,对重塑土进行压实,直至螺纹杆32的第一刻度点与螺纹孔21的上边缘重合,反向旋转手柄31,驱动推头33退出制样筒4;
(2)、再次称取设计1/3重量的重塑土放入制样筒4,旋转手柄31,通过螺纹杆32使推头33进入制样筒4,对重塑土进行压实,直至螺纹杆32的第二刻度点与螺纹孔21的上边缘重合,反向旋转手柄31,驱动推头33退出制样筒4;
(3)、重复步骤2,将剩余1/3重量的重塑土放入制样筒4,旋转手柄31,通过螺纹杆32使推头33进入制样筒4,直至螺纹杆32的第三刻度点与螺纹孔21的上边缘重合,反向旋转手柄31,驱动推头33退出制样筒4,此时制样完成;
(4)、当步骤3推头33退出制样筒4后,将制样筒4取出,并将卸样筒5固定在圆形凸起12上,然后把制样筒4放置在卸样筒5上端,制样筒4下端的裙边41与卸样筒5上沿接触,以保证制样筒4稳定地放置在卸样筒5上,旋转手柄31,使推头33进入制样筒4,由于推头33的作用,将制样筒4内的圆柱形土样6逐渐由制样筒4内推入到卸样筒5中;
(5)、反向旋转手柄31,驱动推头33退出制样筒4;并依次拆除制样筒4、卸样筒5,卸样完毕,圆柱形土样6即可供测试使用。
本发明克服了传统制样器不能把土体充分击实且密度均匀的缺陷,不仅能够精确控制试样总体密度,试样更加均匀,卸样快捷安全,且方法简便,结构简单。
Claims (2)
1.一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:包括底座,门形支架安装于底座上,旋杆活塞安装于门形支架上,底座的中心处固设有第一圆形凸起,在第一圆形凸起的中心处固设有第二圆形凸起,制样筒和卸样筒均为圆柱形中空筒体,制样筒内径与第二圆形凸起的外径相适配,卸样筒的内径与第一圆形凸起的外径相适配,旋杆活塞包括旋转手柄、螺纹杆、推头,在门形支架上对应圆形凸起中心处的位置开设有螺纹孔,螺纹杆套装于螺纹孔内,螺纹杆下端固接有推头,螺纹杆上端与旋转手柄固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:所述第一圆形凸起的外径大于第二圆形凸起的外径,所述第一圆形凸起与第二圆形凸起的高度为0.5~4 cm。
3.根据权利要求1所述的一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:在螺纹杆上刻有三个标准刻度点,三个标准刻度点分别控制推头的下表面至第二圆形凸起的距离为1/3、2/3、3/3试样高度,试样高度为8.0 cm。
4.根据权利要求2或3所述的一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:制样筒的内径与所需制备的圆柱形标准试样直径相同,为3.91 cm;制样筒的高度大于所需制备的圆柱形标准试样高度,在制样筒的底面向外侧延伸形成环形裙边,推头为直径3.91cm的钢饼。
5.根据权利要求4所述的一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:制样筒的高度为12.0 cm。
6.根据权利要求2或3所述的一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:卸样筒的内径大于制样筒的内径,卸样筒的高度大于所需制备的圆柱形标准试样高度。
7.根据权利要求6所述的一种旋杆式三轴试样制样器,其特征在于:卸样筒内径为4.1 cm,卸样筒高度为12.0 cm。
8.一种利用权利要求1-7之一旋杆式三轴试样制样器的试样制样方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)、先将制样筒套装于底座的第二圆形凸起上,然后称取设计1/3重量的重塑土放入制样筒内,旋转旋杆活塞的手柄,通过螺纹杆使推头进入制样筒,对重塑土进行压实,直至螺纹杆的第一刻度点与螺纹孔的上边缘重合,然后反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒;
(2)、再次称取设计1/3重量的重塑土放入制样筒,旋转旋杆活塞的手柄,通过螺纹杆使推头进入制样筒,对重塑土进行压实,直至螺纹杆的第二刻度点与螺纹孔的上边缘重合,然后反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒;
(3)、重复步骤2,将剩余1/3重量的重塑土放入制样筒,旋转旋杆活塞的手柄,通过螺纹杆使推头进入制样筒,直至螺纹杆的第三刻度点与螺纹孔的上边缘重合,然后反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒,此时制样完成;
(4)、当步骤3的推头退出制样筒后,将制样筒取出,并将卸样筒固定在第一圆形凸起上,然后把制样筒放置在卸样筒的上端,制样筒下端的裙边与卸样筒上沿接触,以保证制样筒稳定地放置在卸样筒上,然后旋转旋杆活塞的手柄,使推头进入制样筒,由于推头的作用,将制样筒内的圆柱形土样逐渐由制样筒内推入到卸样筒中;
(5)、步骤4完毕后,反向旋转手柄,驱动推头退出制样筒;并依次拆除制样筒、卸样筒,卸样完毕,圆柱形土样即可供测试使用。
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