CN109849173B - 一种空心圆柱形试件的制作装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空心圆柱形试件的制作装置及其使用方法，包括第一直径PVC管、第二直径PVC管、半圆钢带、连接板、固定件、第一对中定位圆盘、第二对中定位圆盘；所述第一对中定位圆盘的周边沿垂直所述第一对中定位圆盘所在平面的方向向上延伸出一圈第一外侧环形肋；所述第一对中定位圆盘的中心处设置有一圆形凸块；所述第二对中定位圆盘的圆心处设置有一圆形贯穿孔；所述第二对中定位圆盘的周边沿垂直所述第二对中定位圆盘所在平面的方向向下延伸出一圈第二外侧环形肋；应用本技术方案可实现制作装置的循环使用、施工便捷。

Description

一种空心圆柱形试件的制作装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及地基基础工程领域，具体是指一种空心圆柱形试件的制作装置及其使用方法。

背景技术

由于锚杆的室内试验能模拟出锚杆的相关受力特性，故室内实验是一种被广泛用于研究各类锚杆性能的有效途径。锚杆试件在制作时一般有两种形状：一种是方形，其优点是支模简单，使用木板模具即可，形状容易控制，但缺陷在于拆模较为麻烦，费时费力；另一种是圆形，其优点在于，受力状态更加符合锚杆的实际情况，且可通过在试件周边的贴上应变片，测量其环向位移，进而观察试件在加载过程中径向位移的变形特征。因此圆形试件应用广泛。

目前常采用圆形薄壁钢筒来作为圆形试件的制作模具，其存在如下缺陷：

一、对于常用的圆形薄壁钢筒作为制作模具，由于薄壁圆筒刚度较小，在浇筑混凝土的过程中易出现变形的现象，这将导致浇筑成形的试件无法达到预期圆形的效果，影响实验精度；

二、在制作试件时需预留出锚杆钻孔，一般均利用小直径PVC管放置钢筒中心位置，待混凝土基体凝固后拔除来模拟锚杆钻孔，但钻孔的对中定位是一个比较难控制的问题；

三、浇筑混凝土至一定强度后，由于钢筒模具与混凝土的黏结作用，会给模具的摘取造成较大的困难；

四、当一次性制作试件的数量较多时，钢筒消耗量过大，实验费用昂贵，而采用本装置中的大直径PVC管，可有效降低费用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种空心圆柱形试件的制作装置及其使用方法，实现空心圆柱形试件的制作装置的循环使用、施工便捷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种空心圆柱形试件的制作装置，包括第一直径PVC管、第二直径PVC管、半圆钢带、连接板、固定件、第一对中定位圆盘、第二对中定位圆盘；所述第一直径PVC管的直径大于所述第二直径PVC管的直径；

所述第一对中定位圆盘的周边沿垂直所述第一对中定位圆盘所在平面的方向向上延伸出一圈第一外侧环形肋；所述第一外侧环形肋的内径等于所述第一直径PVC管的外径；所述第一对中定位圆盘的中心处设置有一圆形凸块；所述圆形凸块的直径等于所述第二直径PVC管的内径；所述第二对中定位圆盘的圆心处设置有一圆形贯穿孔，所述圆形贯穿孔的内径等于所述第二直径PVC管的外径；所述第二对中定位圆盘的周边沿垂直所述第二对中定位圆盘所在平面的方向向下延伸出一圈第二外侧环形肋；所述第二外侧环形肋的内径等于所述第一直径PVC管的外径；

所述第一直径PVC管的两端分别设置有所述第一对中定位圆盘及第二对中定位圆盘；所述第二直径PVC管的一端插入所述圆形贯穿孔到达所述圆形凸块处，使所述圆形凸块完全进入所述第二直径PVC管的内部，所述第二直径PVC管的另一端位于所述第二对中定位圆盘背向所述第一对中定位圆盘的一面；所述第一直径PVC管、第二直径PVC管、第一对中定位圆盘、第二对中定位圆盘均同轴设置；

所述半圆钢带的内径等于所述第一直径PVC管的外径；两个所述的半圆钢带为一组组成一钢带圈设置于所述第一直径PVC管的外侧面；所述第一直径PVC管的外侧面至少设置有一组所述钢带圈；所述半圆钢带之间通过所述连接板与固定件固定。

在一较佳的实施例中，所述连接板包括一弧面板及直面板；所述弧面板的内径等于所述钢带圈的外径，所述直面板所在平面与所述弧面板的径向平行；两个所述的弧面板分别贴合抵接组成所述钢带圈的两个半圆钢带，且两个所述的直面板相互抵接，所述弧面板与所述半圆钢带之间通过固定件固定连接，相互抵接的两个直面板之间通过所述固定件固定连接。

在一较佳的实施例中，所述固定件具体为螺钉，所述弧面板、直面板及半圆钢带上均设置有螺孔，通过螺钉与螺孔的限位配合，所述半圆钢带固定于所述第一直径PVC管的外侧面。

本发明还提供了一种空心圆柱形试件的制作方法，采用了上述的一种空心圆柱形试件的制作装置，具体包括以下步骤：

(1)按照一定长度切割第一直径PVC管，根据空心圆柱形试件的高度，确定所需钢带圈的数量；

(2)根据空心圆柱形试件的高度，调整钢带圈固定的位置，将第一直径PVC管用两个已经连接好所述连接板的半圆钢带箍住，通过弧面板与半圆钢带的固定连接及直面板之间的固定连接，所述第一直径PVC管与所述半圆钢带固定；

(3)将步骤二中连接好所述钢带圈的第一直径PVC管卡入第一对中定位圆盘，所述第一直径PVC管的外侧面抵接所述第一外侧环形肋；然后再放入第二直径PVC管，所述第二直径PVC管卡入所述第一对中定位圆盘中心处的圆形凸块，对中定位；

(4)在所述第一直径PVC管的内部浇筑混凝土后，将第二对中定位圆盘中的圆形贯穿孔穿过所述第二直径PVC管，且所述第二对中定位圆盘的第二外侧环形肋的内壁抵接所述第一直径PVC管的外侧面。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

(1)对由于薄壁PVC管刚度较小，在浇筑混凝土的过程中易出现变形的现象，本发明通过对两个半圆钢带形成的钢带圈，约束第一直径PVC管在浇筑混凝土过程中发生的变形，使圆形试件在浇筑达到预期的效果；

(2)本发明的第一对中定位圆盘及第二对中定位圆盘，可将用于预留钻孔的第二直径PVC管对中定位，由于第一外侧环形肋及第二外侧环形肋和中心凸起圆形凸块的约束作用，不会让处于中心钻孔的第二直径PVC管在浇筑试件过程中偏离而影响实验精度；

(3)当一次性制作试件的数量较多时，钢筒消耗量过大，实验费用昂贵，而采用本装置中的大直径PVC管，可有效降低费用。

(4)本装置可循环使用、施工便捷、试件制作效率高效且易于钻孔对中定位的圆柱形模具，不仅有利于减小锚杆室内试验圆形试件的误差，而且能降低试件模具制作的费用。

附图说明

图1为本发明优选实施例中空心圆柱形试件的制作装置的整体结构示意图；

图2为本发明优选实施例中空心圆柱形试件的制作装置的整体结构正视图；

图3为本发明优选实施例中空心圆柱形试件的制作装置的整体结构侧视图；

图4为本发明优选实施例中空心圆柱形试件的制作装置的整体结构俯视图；

图5为本发明优选实施例中空心圆柱形试件的制作装置的连接板的俯视图；

图6为本发明优选实施例中空心圆柱形试件的制作装置的第一对中定位圆盘的俯视图；

图7为本发明优选实施例中空心圆柱形试件的制作装置的第二对中定位圆盘的俯视图。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种空心圆柱形试件的制作装置，参考图1至7，包括第一直径PVC管1、第二直径PVC管2、半圆钢带5、连接板6、固定件7、第一对中定位圆盘3、第二对中定位圆盘4；所述第一直径PVC管1的直径大于所述第二直径PVC管2的直径；对由于薄壁PVC管刚度较小，在浇筑混凝土的过程中易出现变形的现象，本发明通过对两个半圆钢带5形成的钢带圈，约束第一直径PVC管1在浇筑混凝土过程中发生的变形，使圆形试件在浇筑达到预期的效果；

所述第一对中定位圆盘3的周边沿垂直所述第一对中定位圆盘3所在平面的方向向上延伸出一圈第一外侧环形肋32；所述第一外侧环形肋32的内径等于所述第一直径PVC管1的外径；所述第一对中定位圆盘3的中心处设置有一圆形凸块31；所述圆形凸块31的直径等于所述第二直径PVC管2的内径；所述第二对中定位圆盘4的圆心处设置有一圆形贯穿孔41，所述圆形贯穿孔41的内径等于所述第二直径PVC管2的外径；所述第二对中定位圆盘4的周边沿垂直所述第二对中定位圆盘4所在平面的方向向下延伸出一圈第二外侧环形肋42；所述第二外侧环形肋42的内径等于所述第一直径PVC管1的外径；

所述第一直径PVC管1的两端分别设置有所述第一对中定位圆盘3及第二对中定位圆盘4；所述第二直径PVC管2的一端插入所述圆形贯穿孔41到达所述圆形凸块31处，使所述圆形凸块31完全进入所述第二直径PVC管2的内部，所述第二直径PVC管2的另一端位于所述第二对中定位圆盘4背向所述第一对中定位圆盘3的一面；所述第一直径PVC管1、第二直径PVC管2、第一对中定位圆盘3、第二对中定位圆盘4均同轴设置；

所述半圆钢带5的内径等于所述第一直径PVC管1的外径；两个所述的半圆钢带5为一组组成一钢带圈设置于所述第一直径PVC管1的外侧面；所述第一直径PVC管1的外侧面至少设置有一组所述钢带圈；所述半圆钢带5之间通过所述连接板6与固定件7固定。本发明的第一对中定位圆盘3及第二对中定位圆盘4，可将用于预留钻孔的第二直径PVC管2对中定位，由于第一外侧环形肋32及第二外侧环形肋42和中心凸起圆形凸块31的约束作用，不会让处于中心钻孔的第二直径PVC管2在浇筑试件过程中偏离而影响实验精度；

具体来说，所述连接板6包括一弧面板61及直面板62；所述弧面板61的内径等于所述钢带圈的外径，所述直面板62所在平面与所述弧面板61的径向平行；两个所述的弧面板61分别贴合抵接组成所述钢带圈的两个半圆钢带5，且两个所述的直面板62相互抵接，所述弧面板61与所述半圆钢带5之间通过固定件7固定连接，相互抵接的两个直面板62之间通过所述固定件7固定连接。

所述固定件7具体为螺钉，所述弧面板61、直面板62及半圆钢带5上均设置有螺孔，通过螺钉与螺孔的限位配合，所述半圆钢带5固定于所述第一直径PVC管1的外侧面。

以下介绍使用上述的一种空心圆柱形试件的制作装置来实施的一种空心圆柱形试件的制作方法，具体包括以下步骤：

(1)按照一定长度切割第一直径PVC管1，根据空心圆柱形试件的高度，确定所需钢带圈的数量；在本实施例中，所述钢带圈设置了两组。

(2)根据空心圆柱形试件的高度，调整钢带圈固定的位置，将第一直径PVC管1用两个已经连接好所述连接板6的半圆钢带5箍住，通过弧面板61与半圆钢带5的固定连接及直面板62之间的固定连接，所述第一直径PVC管1与所述半圆钢带5固定；

(3)将步骤二中连接好所述钢带圈的第一直径PVC管1卡入第一对中定位圆盘3，所述第一直径PVC管1的外侧面抵接所述第一外侧环形肋32；然后再放入第二直径PVC管2，所述第二直径PVC管2卡入所述第一对中定位圆盘3中心处的圆形凸块31，对中定位；

(4)在所述第一直径PVC管1的内部浇筑混凝土后，将第二对中定位圆盘4中的圆形贯穿孔41穿过所述第二直径PVC管2，且所述第二对中定位圆盘4的第二外侧环形肋42的内壁抵接所述第一直径PVC管1的外侧面。

以此重复上述步骤。

当一次性制作试件的数量较多时，钢筒消耗量过大，实验费用昂贵，而采用本装置中的大直径PVC管，可有效降低费用。本装置可循环使用、施工便捷、试件制作效率高效且易于钻孔对中定位的圆柱形模具，不仅有利于减小锚杆室内试验圆形试件的误差，而且能降低试件模具制作的费用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (1)

1.一种空心圆柱形试件的制作方法，其特征在于：采用了空心圆柱形试件的制作装置，包括第一直径PVC管、第二直径PVC管、半圆钢带、连接板、固定件、第一对中定位圆盘、第二对中定位圆盘；所述第一直径PVC管的直径大于所述第二直径PVC管的直径；

所述第一对中定位圆盘的周边沿垂直所述第一对中定位圆盘所在平面的方向向上延伸出一圈第一外侧环形肋；所述第一外侧环形肋的内径等于所述第一直径PVC管的外径；所述第一对中定位圆盘的中心处设置有一圆形凸块；所述圆形凸块的直径等于所述第二直径PVC管的内径；所述第二对中定位圆盘的圆心处设置有一圆形贯穿孔，所述圆形贯穿孔的内径等于所述第二直径PVC管的外径；所述第二对中定位圆盘的周边沿垂直所述第二对中定位圆盘所在平面的方向向下延伸出一圈第二外侧环形肋；所述第二外侧环形肋的内径等于所述第一直径PVC管的外径；

所述第一直径PVC管的两端分别设置有所述第一对中定位圆盘及第二对中定位圆盘；所述第二直径PVC管的一端插入所述圆形贯穿孔到达所述圆形凸块处，使所述圆形凸块完全进入所述第二直径PVC管的内部，所述第二直径PVC管的另一端位于所述第二对中定位圆盘背向所述第一对中定位圆盘的一面；所述第一直径PVC管、第二直径PVC管、第一对中定位圆盘、第二对中定位圆盘均同轴设置；

所述半圆钢带的内径等于所述第一直径PVC管的外径；两个所述的半圆钢带为一组组成一钢带圈设置于所述第一直径PVC管的外侧面；所述第一直径PVC管的外侧面至少设置有一组所述钢带圈；所述半圆钢带之间通过所述连接板与固定件固定；

所述连接板包括一弧面板及直面板；所述弧面板的内径等于所述钢带圈的外径，所述直面板所在平面与所述弧面板的径向平行；两个所述的弧面板分别贴合抵接组成所述钢带圈的两个半圆钢带，且两个所述的直面板相互抵接，所述弧面板与所述半圆钢带之间通过固定件固定连接，相互抵接的两个直面板之间通过所述固定件固定连接；

所述固定件具体为螺钉，所述弧面板、直面板及半圆钢带上均设置有螺孔，通过螺钉与螺孔的限位配合，所述半圆钢带固定于所述第一直径PVC管的外侧面；

具体包括以下步骤：

（1）按照一定长度切割第一直径PVC管，根据空心圆柱形试件的高度，确定所需钢带圈的数量；

（2）根据空心圆柱形试件的高度，调整钢带圈固定的位置，将第一直径PVC管用两个已经连接好所述连接板的半圆钢带箍住，通过弧面板与半圆钢带的固定连接及直面板之间的固定连接，所述第一直径PVC管与所述半圆钢带固定；

（3）将步骤二中连接好所述钢带圈的第一直径PVC管卡入第一对中定位圆盘，所述第一直径PVC管的外侧面抵接所述第一外侧环形肋；然后再放入第二直径PVC管，所述第二直径PVC管卡入所述第一对中定位圆盘中心处的圆形凸块，对中定位；

（4）在所述第一直径PVC管的内部浇筑混凝土后，将第二对中定位圆盘中的圆形贯穿孔穿过所述第二直径PVC管，且所述第二对中定位圆盘的第二外侧环形肋的内壁抵接所述第一直径PVC管的外侧面。