CN107179227A - 一种三轴试验制样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三轴试验制样装置，包括由两个呈半圆柱形壳体拼接而成的承膜筒以及套设在承膜筒顶部的套环，所述承膜筒的内壁吸附乳胶膜，且所述承膜筒的内壁从上至下依次形成透水石槽、试样槽、密封圈槽和底座槽。与现有技术相比，本发明主要为有机玻璃材质，轻便、坚固、透明、美观；根据仪器以及土样标准尺寸进行设计，从而能完美配合仪器使用；通过销钉固定承膜筒的相对位置，使其具有很好的稳定性，有利于击实；通过与真空泵联合使用，使乳胶膜与筒壁的贴合更加紧密，能够精准控制试样的尺寸；在试验填装完毕后，该装置通过螺栓轻轻地将两半承膜筒分开，避免了人为操作对土样的扰动，保证了土样的均匀性。

Description

一种三轴试验制样装置

技术领域

本发明涉及土木试验技术领域，具体涉及一种三轴试验制样装置。

背景技术

对于砂土的三轴试验、动三轴试验、共振柱试验等室内土工试验而言，试样的质量是试验能否成功、试验数据是否可信的关键，因此开发一套好的制样装置就显得尤为重要。对于三轴试验来说，先将滤纸和透水石放置在底座顶部，然后将乳胶膜的下端套设在底座上，然后将砂土试样装填在该膜筒中。测试时，对试样的直径要求较高，要保证整个试样呈圆柱形。但是，乳胶膜很薄，且具有一定的弹性，很难保证制得的试样呈圆柱形。于是，出现了砂样制备膜筒装置。

目前常用的砂样制备膜筒装置为一种金属材质的构件，该装置存在以下缺点：1.构造过于简单，导致整体不够稳定，影响了击实的效果；2.膜筒侧壁无吸气装置，使得乳胶膜无法紧密的贴合于侧壁，导致制得的土样直径上下不一；3.顶端无护筒，在装填以及击实砂样时，易造成砂土的损失；4.模筒为金属材质，不透明，无法实时观察装填的效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳定性好、制样均匀、能准确控制土样高度与直径的三轴试验制样装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种三轴试验制样装置，该制样装置包括由两个呈半圆柱形壳体拼接而成的承膜筒以及套设在承膜筒顶部的套环，所述承膜筒的内壁吸附乳胶膜，且所述承膜筒的内壁从上至下依次形成透水石槽、试样槽、密封圈槽和底座槽，制样时，将乳胶膜的下端套设在底座的顶部，然后将密封圈套设在底座外侧，然后将两个半圆柱形壳体合并，使底座、密封圈分别嵌在底座槽和密封圈槽中，然后将乳胶膜贴在承膜筒的内壁上，然后在乳胶膜内依次装填透水石、砂土、透水石。

其中一个所述半圆柱形壳体的侧壁上设有一个通孔，当两个半圆柱形壳体合并成承膜筒后，所述通孔连接真空泵。通过抽气的方式，将乳胶膜完全贴在承膜筒的内壁上，从而使得乳胶膜呈圆柱形，最终的试样也呈圆柱形。

靠近所述半圆柱形壳体中部开设多条水平直槽，所述水平直槽的一端位于竖直侧边上，当两个半圆柱形壳体合并形成承膜筒时，位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平直槽呈直线，且在水平直槽中插入销轴。通过销轴，可以将两个半圆柱形壳体连接在一起，在制样放透水石及砂土的时候不会分开。

优选的，所述水平直槽的数量≥2。

所述靠近所述半圆柱形壳体中部开设多条水平螺纹槽，所述水平螺纹槽的一端位于竖直侧边上，所述水平螺纹槽的另一端位于弧形侧壁上，所述水平螺纹槽内部设置螺栓，所述螺栓的顶端与半圆柱形壳体的竖直侧边齐平，当两个半圆柱形壳体合并形成承膜筒时，位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平螺纹槽呈直线，且在两个螺栓的顶部抵接。当制样完成后，要将整个承膜筒从乳胶膜的外侧取走，只留下乳胶膜和乳胶膜内部的砂土试样，现有的装置在取走承膜筒的时候动作不易控制，会破坏试样圆柱形的形状，从而影响测试结果。而本发明通过设置水平螺纹槽及螺栓，当需要分开两个半圆形壳体的时候，只需要轻轻拧动一端的螺栓，使之往前顶，由于位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平螺纹槽呈直线，且在两个螺栓的顶部抵接，所以一个螺栓往前顶，从而带动另一个半圆柱形壳体往后退，且后退的过程中扰动很小，不会破坏试样。直至销轴从一个水平直槽中脱离，说明两个半圆柱形壳体已完全分离，此时再取走半圆柱形壳体，就不会破坏试样了。

优选的，所述水平螺纹槽的数量为≥2。

所述承膜筒中透水石槽的直径略大于试样槽的直径。这样，透水石槽和试样槽之间形成了一个小阶梯，在装砂土的时候，当砂土的高度刚好位于该阶梯处，就表明砂土已经装填完成，然后在砂土上部放入透水石即可。

所述承膜筒的材质为有机玻璃，便于实时观察装填效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

(1)通过设置水平直槽和销轴，使得承膜筒稳定，击实效果好；

(2)通过设置水平螺纹槽和螺栓，使得半圆柱形壳体在分离时扰动较小，不会破坏试样的形状；

(3)通过真空泵抽取乳胶膜和承膜筒内壁之间的空气，使得乳胶膜紧贴在承膜筒内壁，使最终的试样呈圆柱形；

(4)采用有机玻璃材质的承膜筒，便于实时观察装填效果。

附图说明

图1为本发明结构的俯视示意图；

图2为图1中Ⅰ-Ⅰ剖面图；

图3为图1中Ⅱ-Ⅱ剖面图；

图4为图2中a-a的剖面俯视图。

其中，1为水平直槽，2为通孔，3为水平螺纹槽，4为透水石槽，5为试样槽，6为密封圈槽，7为密封圈，8为底座，9为底座槽，10为套环，11为销轴，12为螺栓。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种三轴试验制样装置，其结构如图1～图4所示，该制样装置包括由两个呈半圆柱形壳体拼接而成的承膜筒以及套设在承膜筒顶部的套环10，承膜筒的内壁吸附乳胶膜，且承膜筒的内壁从上至下依次形成透水石槽4、试样槽5、密封圈槽6和底座槽9。

其中一个半圆柱形壳体的侧壁上设有一个通孔2，当两个半圆柱形壳体合并成承膜筒后，通孔2连接真空泵。通过抽气的方式，将乳胶膜完全贴在承膜筒的内壁上，从而使得乳胶膜呈圆柱形，最终的试样也呈圆柱形。

靠近半圆柱形壳体中部开设2条水平直槽1，水平直槽1的一端位于竖直侧边上，当两个半圆柱形壳体合并形成承膜筒时，位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平直槽1呈直线，且在水平直槽1中插入销轴11。通过销轴11，可以将两个半圆柱形壳体连接在一起，在制样放透水石及砂土的时候不会分开。

靠近半圆柱形壳体中部开设2条水平螺纹槽3，水平螺纹槽3的一端位于竖直侧边上，水平螺纹槽3的另一端位于弧形侧壁上，水平螺纹槽3内部设置螺栓12，螺栓12的顶端与半圆柱形壳体的竖直侧边齐平，当两个半圆柱形壳体合并形成承膜筒时，位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平螺纹槽3呈直线，且在两个螺栓12的顶部抵接。当制样完成后，要将整个承膜筒从乳胶膜的外侧取走，只留下乳胶膜和乳胶膜内部的砂土试样，现有的装置在取走承膜筒的时候振动较大，会破坏试样圆柱形的形状，从而影响测试结果。而本发明通过设置水平螺纹槽3及螺栓12，当需要分开两个半圆形壳体的时候，只需要轻轻拧动一端的螺栓12，使之往前顶，由于位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平螺纹槽3呈直线，且在两个螺栓12的顶部抵接，所以一个螺栓12往前顶，会使得另一个螺栓12缓慢往后退，从而带动另一个半圆柱形壳体往后退，且后退的过程中扰动很小，不会破坏试样。直至销轴11从一个水平直槽1中脱离，说明两个半圆柱形壳体已完全分离，此时再取走半圆柱形壳体，就不会破坏试样了。

承膜筒中透水石槽4的直径略大于试样槽5的直径。这样，透水石槽4和试样槽5之间形成了一个小阶梯，在装砂土的时候，当砂土的高度刚好位于该阶梯处，就表明砂土已经装填完毕，然后在砂土上部放入透水石即可。

承膜筒的材质为有机玻璃，便于实时观察装填效果。

在使用时，首先在仪器底座上放置滤纸和透水石，并套上乳胶膜，然后用O型密封圈住底座的外端以防止漏水，且密封圈位于乳胶膜外侧；然后将对开的两个半圆柱形壳体贴合于底座放好，并通过销轴固定住两个半圆柱形壳体形成承膜筒；随后在承膜筒外侧套上环箍并拧紧，将两半承膜筒紧密地合于一起；随后将乳胶膜往外翻，套住承膜筒的上沿，并盖上套环；通过通气孔连接真空泵以将乳胶膜吸附于承膜筒内壁上，然后即可装样；待装样完成后，关掉真空泵，取下套环，将乳胶膜往上翻套住三轴仪顶帽并用O型圈箍紧，防止漏水；然后松环箍，用螺丝刀缓慢往里拧螺栓，通过两边的螺栓的接触反力轻轻将两半承膜筒分离开，取下承膜筒，然后进行下一步实验。

Claims (8)

1.一种三轴试验制样装置，其特征在于，该制样装置包括由两个呈半圆柱形壳体拼接而成的承膜筒以及套设在承膜筒顶部的套环，所述承膜筒的内壁吸附乳胶膜，且所述承膜筒的内壁从上至下依次形成透水石槽、试样槽、密封圈槽和底座槽，制样时，将乳胶膜的下端套设在底座的顶部，然后将密封圈套设在底座外侧，然后将两个半圆柱形壳体合并，使底座、密封圈分别嵌在底座槽和密封圈槽中，然后将乳胶膜贴在承膜筒的内壁上，然后在乳胶膜内依次装填透水石、砂土、透水石。

2.根据权利要求1所述的一种三轴试验制样装置，其特征在于，其中一个所述半圆柱形壳体的侧壁上设有一个通孔，当两个半圆柱形壳体合并成承膜筒后，所述通孔连接真空泵。

3.根据权利要求1所述的一种三轴试验制样装置，其特征在于，靠近所述半圆柱形壳体中部开设多条水平直槽，所述水平直槽的一端位于竖直侧边上，当两个半圆柱形壳体合并形成承膜筒时，位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平直槽呈直线，且在水平直槽中插入销轴。

4.根据权利要求3所述的一种三轴试验制样装置，其特征在于，所述水平直槽的数量≥2。

5.根据权利要求3所述的一种三轴试验制样装置，其特征在于，所述靠近所述半圆柱形壳体中部开设多条水平螺纹槽，所述水平螺纹槽的一端位于竖直侧边上，所述水平螺纹槽的另一端位于弧形侧壁上，所述水平螺纹槽内部设置螺栓，所述螺栓的顶端与半圆柱形壳体的竖直侧边齐平，当两个半圆柱形壳体合并形成承膜筒时，位于两个半圆柱形壳体上同一高度的两个水平螺纹槽呈直线，且在两个螺栓的顶部抵接。

6.根据权利要求5所述的一种三轴试验制样装置，其特征在于，所述水平螺纹槽的数量为≥2。

7.根据权利要求1所述的一种三轴试验制样装置，其特征在于，所述承膜筒中透水石槽的直径略大于试样槽的直径。

8.根据权利要求1～7任一所述的一种三轴试验制样装置，其特征在于，所述承膜筒的材质为有机玻璃。