CN109531798B - 一种重塑土三轴试样脱模装置及其脱模方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种重塑土三轴试样脱模装置及其脱模方法，包括环形底座及及固定于环形底座中部同轴设置的圆柱底座，固定于圆柱底座外周沿圆周方向布设有多个定向导杆，所述定向导杆上端套设有由多瓣瓣环拼接形成的环座，所述瓣环具有三个，由三个瓣环内径构成的环座内壁与三瓣模侧壁凸缘内径相同，环座内侧壁具有能卡住三瓣模外侧壁凸缘的卡口，所述卡口与三瓣模外侧壁凸缘宽度相等，环座与环形底座平行。本发明重塑土三轴试样脱模装置只要将所述的各件尺寸分别于不同的三轴试样尺寸相适应，便可以使所述的脱模装置适用于不同三轴试样直径的脱模工作。

Description

一种重塑土三轴试样脱模装置及其脱模方法

技术领域

本发明涉及一种重塑土三轴试样脱模装置及其脱模方法。

背景技术

常规三轴试验是岩土工程领域十分重要的试验手段，是测定土的力学性质的有效方法。对于重塑土的三轴试验，试样制备质量对试验精度及数据可靠性具有重要影响。传统重塑土样制备模具的三瓣模是由三个1/3环形模瓣及套环组成，通过分层击实制样完成后，将套环取下套入三瓣模另一端侧壁凸缘部位，对套环施加外力将三瓣模一次性拆除并取出试样，这种取样方法在实际操作具有明显的缺陷，一次性脱模过程试样同时承受三面摩阻力，极易造成试样侧壁或顶面拉裂现象，进而造成试验数据不准确。

因此，为了有效减小脱模过程中三轴试样与三瓣模间的摩阻力，一些研究者对脱模的装置及脱模方法进行了改进。申请号：201610110610.6，名称为“一种多功能三瓣模拆模器及其拆模方法”的中国发明专利、申请号：201620367246.7，名称为“一种重塑土三轴试样脱模装置”的中国发明专利、申请号：20151089347.X，名称为“用于土工击实试样的脱模装置”的中国发明专利等，以上专利均针对重塑土三轴试样脱模技术难题提出改进的脱模装置及脱模方法。

上述的脱模装置及方法均采用逐一脱模避免试样承受较大摩阻力，这一方法虽能在一定程度上避免试样在脱模过程中造成损伤，但是，在拆除第二及第三瓣模时，极易因受力不均造成土样变形。而到目前为止，市场上仍未有一种针对重塑土三轴试样的脱模装置。因此，如何提供一种可有效减少脱模过程中受力不均造成的试样损坏的三轴试样脱模装置及新的脱模方法，是岩土工程领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有脱模装置和脱模方法的不足之处，提供一种新型的重塑土三轴试样脱模装置及新的脱模方法，弥补在脱模过程中没有专用的脱模装置，确保试样脱模后的完整性，提高重塑土样的成功率。

本发明的具体实施方案是：一种重塑土三轴试样脱模装置，包括环形底座及及固定于环形底座中部同轴设置的圆柱底座，固定于圆柱底座外周沿圆周方向布设有多个定位导杆，所述定位导杆上端套设有由多瓣瓣环拼接形成的环座，所述瓣环具有三个，由三个瓣环内径构成的环座内壁与三瓣模侧壁凸缘内径相同，环座内侧壁具有能卡住三瓣模外侧壁凸缘的卡口，所述卡口与三瓣模外侧壁凸缘宽度相等，环座与环形底座平行。

进一步的，所述瓣环包括依次首尾连接的第一瓣环、第二瓣环及第三瓣环，所述第一瓣环两端为上嵌接口，第二瓣环一端上嵌接口另一端下嵌接口，第三瓣环两端为下嵌接口。

进一步的，所述各个瓣环具有穿过定位导杆的圆孔，圆孔内径与定位导杆的外径相符。

进一步的，所述定位导杆下端与圆环底座经螺纹配合，所述定位导杆下端具有外螺纹，所述环形底座表面具有与定位导杆配合的螺纹孔。

本发明还包括一种利用如上所述重塑土三轴试样脱模装置的进行脱模方法，具体步骤为：

（1）将环形底座置于平面，在环形底座上连接固定定位导杆；在圆柱形底座顶部铺设保鲜膜，将装有重塑土三轴试样的三瓣模置于圆柱形底座上；根据各个瓣环的端部结构，逐一将瓣环上的圆孔穿过定位导杆，并将三个瓣模拼接形成环座，或作环座下部的卡口对应扣于三瓣模侧壁凸缘位置，将重塑土的三轴试样准确定位至等直径圆柱形底座，三瓣模每一模片均处于悬空位置；

（2）摒弃以往一次性脱模及逐一脱模方法，采用分段形式进行脱模，首先，对第一瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度，紧接着对第二瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度，最后对第三瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度；

（3）依据步骤（2）各个瓣环向下滑动的顺序，重复进行各个瓣环带动瓣模进行分段脱模，直至完成脱模。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的重塑土三轴试样脱模装置及脱模方法，具有以下有益效果：

（1）定位导杆和嵌接式三瓣环与三瓣模形成整体，可以将装有重塑土三轴试样准确定位至等直径圆柱形底座上。

（2）摒弃以往一次性脱模及逐一脱模方法，采用分段形式进行脱模，脱模过程中，三瓣模的模与模之间的其相互作用力互相制约，避免拆除第二瓣及第三瓣模时因受力不均造成土样变形。

分段脱模过程中，嵌接式的三个瓣环形成的环座不仅嵌固于三瓣模外侧壁凸缘，且对三瓣模具有横向约束力，而此横向约束力并没有施加在试样上，而是通过每一瓣模与模间相互作用力传递。能有效避免脱模过程试样侧壁及顶面因受力不均造成土样拉裂现象。

（3）重塑土三轴试样脱模装置结构简单，方便实用，能快速组装及拆卸，且组装后整体性好，节约试样制备时间，新型脱模方法可有效降低脱模过程对试样的损坏。

附图说明

图1为本发明的重塑土三轴试样脱模装置的结构示意图；

图2为本发明的嵌接式三瓣环细节图；

图3为本发明的嵌接式三瓣环俯视图；

图4为本发明的固定底座及脱模前剖面示意图；

图中：410-第一瓣环（两端上嵌接口），420-第二瓣环（一端上嵌接口一端下嵌接口），430-第三瓣环（两端下嵌接口），20-圆柱底座，40-环座，30-定位导杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～4所示，一种重塑土三轴试样脱模装置，包括环形底座10及及固定于环形底座中部同轴设置的圆柱底座20，固定于圆柱底座外周沿圆周方向布设有多个定位导杆30，所述定位导杆30上端套设有由多瓣瓣环拼接形成的环座40，环座40的内壁与三瓣模侧壁凸缘内径相同，环座内侧壁具有能卡住三瓣模100外侧壁凸缘101的卡口401，卡口与三瓣模100外侧壁凸缘101宽度相等，环座40与环形底座10平行。

本实施例中，所述瓣环具有三个，所述瓣环包括依次首尾连接的第一瓣环410、第二瓣环420及第三瓣环430，所述第一瓣环410两端为上嵌接口，第二瓣环420一端上嵌接口另一端下嵌接口，第三瓣环430两端为下嵌接口。相邻瓣环的上嵌接口和下嵌接口为相互耦合的公母面从而能够拼接形成封闭的环座40。

所述各个瓣环具有穿过定位导杆的圆孔440，圆孔内径与定位导杆的外径相符。

所述定位导杆30下端与圆环底座经螺纹配合，所述定位导杆下端具有外螺纹，所述环形底座表面具有与定位导杆配合的螺纹孔。

本发明还包括一种利用如上所述重塑土三轴试样脱模装置的进行脱模方法，具体步骤为：

（1）将圆柱底座20和内螺纹孔的环形底座10置于平面；

（2）将3根定位导杆30与环形底座10的内螺纹孔螺纹配合连接固定；

（3）在圆柱底座20上平铺一张保鲜膜；

（4）将分层击实好的未脱模的三轴试样放在圆柱底座20上，所述圆柱底座20、保鲜膜及三轴试样接触，调整三轴试样居中置于圆柱底座20；

（5）按照本实施例第一瓣环、第二瓣环、第三瓣环的顺序，逐一将瓣环上的圆孔穿过定位导杆，调整每一瓣位置直至三瓣环内侧壁卡口卡住三瓣环外侧壁凸缘，并且第一瓣环、第二瓣环、第三瓣环拼接形成封闭的环座40；

（6）对第一瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度；

（7）对第二瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度；

（8）对第三瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度；

（9）重复步骤（6）、（7）、（8），直至完成脱模工作。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (2)

1.一种重塑土三轴试样脱模装置，其特征在于，包括环形底座及及固定于环形底座中部同轴设置的圆柱底座，固定于圆柱底座外周沿圆周方向布设有多个定位导杆，所述定位导杆上端套设有由多瓣瓣环拼接形成的环座，所述瓣环具有三个，由三个瓣环内径构成的环座内壁与三瓣模侧壁凸缘内径相同，环座内侧壁具有能卡住三瓣模外侧壁凸缘的卡口，所述卡口与三瓣模外侧壁凸缘宽度相等，环座与环形底座平行；

所述瓣环包括依次首尾连接的第一瓣环、第二瓣环及第三瓣环，所述第一瓣环两端为上嵌接口，第二瓣环一端上嵌接口另一端下嵌接口，第三瓣环两端为下嵌接口；

所述各个瓣环具有穿过定位导杆的圆孔，圆孔内径与定位导杆的外径相符；

所述定位导杆下端与圆环底座经螺纹配合，所述定位导杆下端具有外螺纹，所述环形底座表面具有与定位导杆配合的螺纹孔。

2.一种利用如权利要求1所述重塑土三轴试样脱模装置进行脱模的方法，具体步骤为：

（1）将环形底座置于平面，在环形底座上连接固定定位导杆；在圆柱形底座顶部铺设保鲜膜，将装有重塑土三轴试样的三瓣模置于圆柱形底座上；根据各个瓣环的端部结构，逐一将瓣环上的圆孔穿过定位导杆，并将三个瓣模拼接形成环座，环座下部的卡口对应扣于三瓣模侧壁凸缘位置，将重塑土的三轴试样准确定位至等直径圆柱形底座，三瓣模每一模片均处于悬空位置；

（2）摒弃以往一次性脱模及逐一脱模方法，采用分段形式进行脱模，首先，对第一瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度，紧接着对第二瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度，最后对第三瓣环均匀施加力使得瓣模向下滑动1/3试样高度；

（3）依据步骤（2）各个瓣环向下滑动的顺序，重复进行各个瓣环带动瓣模进行分段脱模，直至完成脱模。