CN109708940B - 一种螺栓式流塑土环刀振实器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程学科的室内土工测试领域，特指一种螺栓式流塑土环刀振实器，包括底盘、承压板、环刀、限位环，所述承压板设置在底盘上，所述环刀设置在承压板与限位环之间，承压板、限位环的直径大于环刀的直径，且所述限位环通过固定件与底盘固定。上述技术方案解决了现有的流塑土环刀试样制作困难的问题、制成的流塑土环刀试样下表面不均匀等问题，提高制样速度。

Description

一种螺栓式流塑土环刀振实器

技术领域

本发明涉及土木工程学科的室内土工测试领域，特指一种螺栓式流塑土环刀振实器。

背景技术

沿海地区是我国经济发达区，随着沿海地区建筑面积的不断扩大，越来越多的建筑物需要修建在软土地基上。软土因其本身压缩性高的特点，工程之初就需对其进行固结试验，测量其沉降。同时，随着复合地基的发展，出现了各种软土加固技术，这些技术都需要通过固结试验来证明其可行性。

软土具有含水量大的特点，使其具有流塑性，因此在制作流塑土固结试样时只能使用振实法来完成制样，但传统的环刀不能进行振实，导致流塑土环刀试样制作困难。目前科研人员对环刀制样器改进的重点还在优化锤击制样法上，例如：一种纤维加筋土直剪制样器(申请号：CN201721018147.9)通过对中杆的竖直标定性，保证当重力锤通过对中杆时受压土样只受到竖直方向的力，通过击实垫板的均匀传力性，使得受压土样受力均匀，最终将土样击实至标准高度，从而避免切削过程。该装置可以提高击实精度，避免因切削导致的纤维加筋直剪试样试验结果的误差，但不能完成流塑土直剪试样的制作。面对越来越多的流塑土固结试验，面对传统环刀难以振实的问题，我们迫切需要一种新振实工具，能辅助环刀振实，完成流塑土环刀试样的制作。因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种螺栓式流塑土环刀振实器，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供以解决现有的流塑土环刀试样制作困难、制成的流塑土环刀试样下表面不均匀等问题，提高制样速度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种螺栓式流塑土环刀振实器，包括底盘、承压板、环刀、限位环，所述承压板设置在底盘上，所述环刀设置在承压板与限位环之间，承压板、限位环的直径大于环刀的直径，且所述限位环通过固定件与底盘固定。使环刀可以通过振实法来制样，经济适用，性价比高。

进一步，所述底盘主体为圆柱台，所述圆柱台外侧有扇形开口。扇形开口可以方便承压板的安放与取出。

进一步，所述扇形开口的两边各自设有凹槽。凹槽在振动时方便手握紧底盘。

进一步，所述限位环包括箍环、旋转轴、防溅帽，所述防溅帽与箍环之间通过旋转轴连接，所述防溅帽设置在中间能进行开合。防溅帽能防止土在振动过程发生溅出。

进一步，所述箍环上还设置有螺栓孔和卡扣，用螺栓通过螺栓孔将箍环固定于底盘上。

进一步，所述防溅帽包括盖帽、旋转连接件、紧固扣，所述盖帽通过旋转连接件与旋转轴连接，所述紧固扣设置在盖帽的边沿，紧固扣能与箍环上的卡扣配合。

进一步，所述卡扣包括定位扣和卡环，所述定位扣固定于箍环之上，所述卡环铰接于定位扣的两侧。通过卡环的转动与紧固扣配合使用。

进一步，所述旋转轴包括固定轴和旋转环，所述固定轴设置在箍环之上，所述旋转环套接在固定轴上。

采用上述方案后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

⑴底盘上的圆弧形开口与圆弧形开口上凹槽的结合符合人体工学设计要求，方便振实；

⑵承重板、环刀和限位环组合成一个内直径61.8mm的密闭圆柱体体，突破了传统的锤击法制样思路的限制，能完成流塑土的直剪试样制作；

⑶限位环与环刀组合在一起，形成内直径61.8mm，高24mm的空心圆柱体，使得最终试样高度大于标准试样高度，既能方便刮平，又能减少因试样高度不够导致的制样失败；

⑷防溅帽能防止土在振动过程发生溅出；

⑸本发明通过一些配件的组合，使环刀可以通过振实法来制样，经济适用，性价比高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明底盘的示意图。

图3是本发明限位环的示意图。

图4是本发明旋转轴的示意图。

图5是本发明防溅帽的示意图。

图6是本发明卡扣的示意图。

图7是本发明安放承压板的示意图。

图8是本发明安放环刀的示意图。

图9是本发明安放限位环的示意图。

图10是本发明组装完成的示意图。

标号说明

底盘1，圆柱台11，扇形开口12，凹槽13，承压板2，螺栓3，环刀4，限位环5，箍环51，螺栓孔52，旋转轴53，固定轴531，旋转环532，防溅帽54，盖帽541，旋转连接件542，紧固扣543，卡扣55，定位扣551，卡环552，螺母6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图所示，一种螺栓式流塑土环刀振实器，包括底盘1、承压板2、螺栓3、环刀4、限位环5、螺母6。

底盘1位于最下面，其主体为圆柱台11，在圆柱台11外侧有两个扇形开口12，其中一个扇形开口12的两边各自设有一个凹槽13。承压板2安放在底盘1上，螺栓3固接于底盘1上表面，环刀4放置于承压板2上。限位环5通过螺栓孔52穿过螺栓3紧贴于环刀4上方，防溅帽54通过旋转轴53与箍环51相连，防溅帽54合拢时通过卡扣55卡紧在箍环51上。螺母6拧紧在螺栓3上，将限位环5紧固于环刀4之上，确保环刀4在振实过程中不移动。

底盘1由圆柱台11，扇形开口12，凹槽13组成。

圆柱台11为厚度80mm，直径100mm的圆柱体。

扇形开口12为圆心角30°，半径25mm扇形柱，共两个，对称分布在圆柱台的外侧，方便承压板2的安放与取出。

凹槽13为直径16mm的四分之一球体凹槽，共两个，位于一个扇形开口12两侧的中心处，在振动时方便手握紧底盘1。

承压板2为直径80mm，厚度2mm的圆板，其上表面画有一个与承压板2的圆心相同，直径为61.8mm的圆。

螺栓3为直径5m、高度30mm的带有外螺纹的圆柱体，其上部螺纹长9mm，共三个，固接于底盘1上表面，沿底盘1外边缘等距分布，每个螺栓的中心与圆柱台11上表面的圆心之间的距离为42.5mm。

环刀4为外直径63mm，内直径61.8mm，高20mm的箍环，靠近上端5mm处外直径略有缩小，但不小于61.8mm，形成一个尖端。

限位环5由箍环51、螺栓孔52、旋转轴53、防溅帽54和卡扣55组成。

箍环51为外直径50mm，厚度8mm的圆环，从下往上，在厚度0-4mm处，内直径为63mm，厚度4-8mm处，内直径为61.8mm。当箍环51与环刀4压紧时，较大的内直径能保证箍环51裹紧环刀4，较小的内直径能保证在环刀4被固定好后，箍环51上仍有4mm的厚度没有被压下去，使振实后的试样高度大于20mm，防止因为没有振平而导致的制样失败。

螺栓孔52为三个内直径6mm，厚度8mm的圆形孔洞，等距分布在箍环51上，且每个圆形孔洞的圆心与箍环的圆心之间的距离为23.5mm，与底盘1上的螺栓3位置匹配。

旋转轴53，由固定轴531和旋转环532组成。

固定轴531，两端为直径4mm、长4mm的圆柱体，中部为直径2mm、长5mm的圆柱体，三个圆柱体的中心在一条直线上，固接于箍环51的内边缘。

旋转环532为空心圆柱，长度4mm，内直径与固定轴531中部圆柱体相匹配，使得旋转环532能够以固定轴531为轴，自由旋转。

防溅帽54由盖帽541、旋转连接件542、紧固扣543组成。

盖帽541为直径63mm，高10mm的半球型透明盖。

旋转连接件542，一端固接于盖帽541的外边缘，一端固接于旋转环532上，盖帽541可随旋转环532的旋转开启和闭合。

紧固扣543为凸起的长方体，位置与旋转连接件542相对，固接于盖帽541外边缘的另一侧。

卡扣55由定位扣551和卡环552组成。

定位扣551为直径5mm，高度2mm的圆柱体，固接于箍环51的上表面，位置与防溅帽54闭合时紧固扣543的位置匹配。

卡环552的两端铰接于定位扣551两侧，可旋转，与紧固扣543匹配，能卡紧防溅帽54使其不随底盘1振动而上下开合。

螺母6为空心的六棱柱，六棱柱边长4mm、高5mm，空心部分为圆柱体，圆柱体直径5mm，刻有与螺栓同等规格的螺纹。

一种通过螺栓式流塑土环刀振实器制样方法，包括如下步骤：

⑴安装承压板。先在承压板2上表面所画的圆内涂抹凡士林，然后将承压板2的中心与在底盘1上表面中心处对准安放。

⑵安装环刀。在环刀4内壁涂抹凡士林，使其尖端朝上，将环刀4平放在承压板2上表面画的圆内。

⑶安装限位环。将限位环5通过螺栓孔52穿过螺栓3与环刀4紧密接触。

⑷拧紧螺母。将螺母6对准螺栓3，拧紧螺母6。

⑸添加土样。打开防溅帽54，在环刀4内添加约为环刀4体积的三分之一的土样，盖上防溅帽54，扣紧卡扣55，双手握住底盘1，上下振动三十次。上述过程重复三次，且保证最后一次振实后，环刀4内土样高度略高于环刀4高度。

⑹刮平试样。在振实完成后，打开卡扣55，松开螺母6，取下限位环5，手指通过底盘1上的两个扇形开口12，将承压板2和环刀4一起取下，用刮土刀刮平环刀试样的上表面。

⑺养护试样。将刮平后的环刀试样和承压板2一起放入养护箱中养护。

⑻分离承压板。将养护到期后的承压板2和环刀试样一起取出，水平推动承压板2，将承压板2与环刀4分离，对环刀试样进行脱模。

⑼整理仪器。清洗仪器、清理桌面，将底盘1、承压板2、螺栓3、限位环5、螺母6放入工具箱中以待下一次使用。

上述仅为本发明的具体实施例，同时凡本发明中所涉及的如“上、下、左、右、中间”等词，仅作参考用，并非绝对限定，凡利用本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种螺栓式流塑土环刀振实器，其特征在于：包括底盘、承压板、环刀、限位环，所述承压板设置在底盘上，所述环刀设置在承压板与限位环之间，承压板、限位环的直径大于环刀的直径，且所述限位环通过固定件与底盘固定；所述底盘主体为圆柱台，所述圆柱台外侧有扇形开口；扇形开口的两边各自设有凹槽，凹槽在振动时方便手握紧底盘。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓式流塑土环刀振实器，其特征在于：所述限位环包括箍环、旋转轴、防溅帽，所述防溅帽与箍环之间通过旋转轴连接，所述防溅帽能进行开合。

3.根据权利要求2所述的一种螺栓式流塑土环刀振实器，其特征在于：所述箍环上还设置有螺栓孔和卡扣，用螺栓通过螺栓孔将箍环固定于底盘上。

4.根据权利要求2所述的一种螺栓式流塑土环刀振实器，其特征在于：所述防溅帽包括盖帽、旋转连接件、紧固扣，所述盖帽通过旋转连接件与旋转轴连接，所述紧固扣设置在盖帽的边沿，紧固扣能与箍环上的卡扣配合。

5.根据权利要求3所述的一种螺栓式流塑土环刀振实器，其特征在于：所述卡扣包括定位扣和卡环，所述定位扣固定于箍环之上，所述卡环铰接于定位扣的两侧。

6.根据权利要求2所述的一种螺栓式流塑土环刀振实器，其特征在于：所述旋转轴包括固定轴和旋转环，所述固定轴设置在箍环之上，所述旋转环套接在固定轴上。

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