CN110567779A - 一种智能土样制作装置及制样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能土样制作装置及制样方法，装置包括操作平台、土样制作器、压力传感器、位移传感器、液压千斤顶、电脑主机；操作平台包括上顶板、下底板，上顶板和下底板通过支撑柱连接；土样制作器设在下底板上，液压千斤顶设在土样制作器正上方，液压千斤顶与土样制作器之间设有垫块，液压千斤顶正上方设有压力传感器，压力传感器与液压千斤顶之间设有垫块，压力传感器的顶部设在上顶板的下表面；位移传感器设在液压千斤顶上，压力传感器、位移传感器和液压千斤顶分别与电脑主机连接，液压千斤顶还与油泵连接，油泵通过控制器与电脑主机连接。本发明解决了土工试验中的土样试件制作方法存在压实度控制精度差，智能程度低，费时费力的问题。

Description

一种智能土样制作装置及制样方法

技术领域

本发明属于土木建筑工程及地质环境工程中的土工试验技术领域，具体是一种智能土样制作装置及制样方法，用于不同岩土试验的土工试件压实制作。

背景技术

随着我国基础设施的发展，对于房屋建筑、公路桥梁、市政设置、铁路地铁等工程的勘察设计及地质环境勘察，必然会对地基地质进行相应的土工试验，土质的不同特性对这些工程的基坑开挖及环境影响较大，并严重危及施工人员及设备安全，因此，国家规范要求对地基土质的不同特性进行勘探及试验测试。

目前，我国对于地基土质试验时的土样制作还是采用传统压实的制件方法，不仅要花费大量的人力物力，而且制件的压实度控制精度低，且智能程度低，费时费力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种智能土样制作装置及制样方法，旨在解决土工试验中的土样试件制作方法存在压实度控制精度差，智能程度低，费时费力的问题。

实现本发明目的的技术方案是：

一种智能土样制作装置，包括操作平台、土样制作器、压力传感器、位移传感器、液压千斤顶、电脑主机；

所述操作平台，包括上顶板、下底板，上顶板和下底板之间通过高度可调的支撑柱连接；

土样制作器设在下底板的上表面，液压千斤顶设在土样制作器的正上方，液压千斤顶与土样制作器之间设有第一垫块，液压千斤顶正上方设有压力传感器，压力传感器与液压千斤顶之间设有第二垫块，压力传感器的顶部固定设在上顶板的下表面；位移传感器设在液压千斤顶的顶头上，用于测量液压千斤顶的伸长量；压力传感器、位移传感器和液压千斤顶还分别与电脑主机连接，液压千斤顶还与油泵连接，油泵通过控制器与电脑主机连接，由电脑主机控制液压千斤顶的供油量。

所述的土样制作器，内腔设有刻度，第一垫块的形状与土样制作器内腔的横截面相匹配。

所述的土样制作器，为击实仪、三轴试验用土样制作仪、固结仪或环刀。

所述的第二垫块，为方形钢板垫块。

所述的电脑主机，通过有线或无线方式与压力传感器进行数据通信。

所述电脑主机，通过电脑内置程序控制液压千斤顶的位移、压力及油路，实现土样试件制作的智能化。

使用上述所述的一种智能土样制作装置的制样方法，包括如下步骤：

1）准备土样，将土样装入土样制作器的内腔中，并将第一垫块压在土样的上方；

2）将调节支撑柱的高度，使液压千斤顶的顶头对准土样制作器中土样上方第一垫块的顶部；

3）将压力传感器、液压千斤顶、油泵和位移传感器与电脑主机连接好，在电脑主机中设置一定的下压高度，通过电脑主机控制油泵的供油量，控制液压千斤顶下压；

4）当液压千斤顶下压到预设高度位置时，位移传感器将液压千斤顶顶头下降的高度、压力传感器将感应到的压力值和油泵的供油量反馈至电脑主机上，记录当前的位移值、油压输出值以及压力值的大小；

5）当需要上升千斤顶时，在电脑主机内设置需要上升的高度，通过电脑主机与油泵之间的控制器自动恢复液压千斤顶和油泵之间的供油量，当位移传感器所量测的上升高度达到预设位置时，位移传感器将液压千斤顶顶头下降的高度、压力传感器将感应到的压力值反馈到电脑主机上并自动调节液压千斤顶和油泵之间的供油量，液压千斤顶停止上升，同时电脑主机记录当前的位移值、油压输出值以及压力值的大小；

6）取下压实的土样，制样完成。

本发明提供的一种智能土样制作装置及制样方法，该装置结构简单，压实度控制精度高，该制样方法操作简单，由于土样制作器可以更换不同型号的制作器，制作土样的尺寸多样，通过电脑主机设定参数，土样压实度实时可控，压实过程自动供油，压实土样制作智能灵敏，安全可控，稳定性好、可靠性高、适用性强。

附图说明

图1为本发明一种智能土样制作装置的结构示意图；

图2为操作平台的结构示意图；

图中：1. 土样制作器 2. 下底板 3. 支撑柱 4. 第一垫块 5. 位移传感器 6.电脑主机 7. 上顶板 8. 螺帽 9. 压力传感器 10. 第二垫块 11. 液压千斤顶12. 油泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容做进一步阐述，但不是对本发明的限定。

如图1、图2所示，

一种智能土样制作装置，包括操作平台、土样制作器2、压力传感器9、位移传感器5、液压千斤顶11、电脑主机6；

所述操作平台，包括上顶板7、下底板2，上顶板7和下底板2之间通过高度可调的支撑柱3连接；支撑柱4采用4根圆钢管，4根钢管上端穿过上顶板7，穿出的高度根据实际需要进行调节，达到需要高度后，由螺帽8固定；4根钢管的下端与下底板2固定在地面上。

土样制作器1设在下底板2的上表面，液压千斤顶11设在土样制作器1的正上方，液压千斤顶11与土样制作器1之间设有第一垫块4，液压千斤顶11正上方设有压力传感器9，压力传感器9与液压千斤顶11之间设有第二垫块10，压力传感器9的顶部固定设在上顶板7的下表面；位移传感器5设在液压千斤顶11的顶头上，用于测量液压千斤顶11的伸长量；压力传感器9、位移传感器5和液压千斤顶11还分别与电脑主机6连接，液压千斤顶11还与油泵12连接，油泵12通过控制器与电脑主机6连接，由电脑主机6控制液压千斤顶11的供油量。

所述的土样制作器1，内腔设有刻度，可以直接读出压实土样的高度，第一垫块4的形状与土样制作器1内腔的横截面相匹配。

所述的土样制作器1，为击实仪、三轴试验用土样制作仪、固结仪或环刀。

所述的第二垫块10，为方形钢板垫块。

所述的电脑主机6，通过有线或无线方式与压力传感器9进行数据通信。

所述的电脑主机6，通过电脑内置程序控制液压千斤顶11的位移、压力及油路，实现土样试件制作的智能化。

使用上述所述的一种智能土样制作装置的制样方法，包括如下步骤：

1）准备土样，将土样装入土样制作器1的内腔中，并将第一垫块压4在土样的上方；

2）将调节支撑柱3的高度，使液压千斤顶11的顶头对准土样制作器1中土样上方第一垫块4的顶部；

3）将压力传感器9、液压千斤顶11、油泵12和位移传感器5与电脑主机6连接好，在电脑主机6中设置一定的下压高度，通过电脑主机5控制油泵12的供油量，控制液压千斤顶11下压；

4）当液压千斤顶11下压到预设高度位置时，位移传感器5将液压千斤顶11顶头下降的高度、压力传感器9将感应到的压力值和油泵12的供油量反馈至电脑主机6上，记录当前的位移值、油压输出值以及压力值的大小；

5）当需要上升千斤顶11时，在电脑主机6内设置需要上升的高度，通过电脑主机6与油泵12之间的控制器自动恢复液压千斤顶11和油泵12之间的供油量，当位移传感器5所量测的上升高度达到预设位置时，位移传感器5将液压千斤顶11顶头下降的高度、压力传感器9将感应到的压力值反馈到电脑主机6上并自动调节液压千斤顶11和油泵12之间的供油量，液压千斤顶11停止上升，同时电脑主机6记录当前的位移值、油压输出值以及压力值的大小；

6）取下压实的土样，制样完成。

Claims (6)

1.一种智能土样制作装置，其特征在于，包括操作平台、土样制作器、压力传感器、位移传感器、液压千斤顶、电脑主机；

所述操作平台，包括上顶板、下底板，上顶板和下底板之间通过高度可调的支撑柱连接；

土样制作器设在下底板的上表面，液压千斤顶设在土样制作器的正上方，液压千斤顶与土样制作器之间设有第一垫块，液压千斤顶正上方设有压力传感器，压力传感器与液压千斤顶之间设有第二垫块，压力传感器的顶部固定设在上顶板的下表面；位移传感器设在液压千斤顶的顶头上，用于测量液压千斤顶的伸长量；压力传感器、位移传感器和液压千斤顶还分别与电脑主机连接，液压千斤顶还与油泵连接，油泵通过控制器与电脑主机连接，由电脑主机控制液压千斤顶的供油量。

2.根据权利要求1所述的一种智能土样制作装置，其特征在于，所述的土样制作器，内腔设有刻度，第一垫块的形状与土样制作器内腔的横截面相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种智能土样制作装置，其特征在于，所述的土样制作器，为击实仪、三轴试验用土样制作仪、固结仪或环刀。

4.根据权利要求1所述的一种智能土样制作装置，其特征在于，所述的第二垫块，为方形钢板垫块。

5.根据权利要求1所述的一种智能土样制作装置，其特征在于，所述的电脑主机，通过有线或无线方式与压力传感器进行数据通信。

6.使用权利要求1-5任一所述的一种智能土样制作装置的制样方法，包括如下步骤：

1）准备土样，将土样装入土样制作器的内腔中，并将第一垫块压在土样的上方；

2）将调节支撑柱的高度，使液压千斤顶的顶头对准土样制作器中土样上方第一垫块的顶部；

3）将压力传感器、液压千斤顶、油泵和位移传感器与电脑主机连接好，在电脑主机中设置一定的下压高度，通过电脑主机控制油泵的供油量，控制液压千斤顶下压；

4）当液压千斤顶下压到预设高度位置时，位移传感器将液压千斤顶顶头下降的高度、压力传感器将感应到的压力值和油泵的供油量反馈至电脑主机上，记录当前的位移值、油压输出值以及压力值的大小；

5）当需要上升千斤顶时，在电脑主机内设置需要上升的高度，通过电脑主机与油泵之间的控制器自动恢复液压千斤顶和油泵之间的供油量，当位移传感器所量测的上升高度达到预设位置时，位移传感器将液压千斤顶顶头下降的高度、压力传感器将感应到的压力值反馈到电脑主机上并自动调节液压千斤顶和油泵之间的供油量，液压千斤顶停止上升，同时电脑主机记录当前的位移值、油压输出值以及压力值的大小；

6）取下压实的土样，制样完成。