CN113758787A - 一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，涉及岩土工程技术领域。包括套筒、定位槽和橡皮圈撑放装置，套筒为上下两端为开口的中空结构；定位槽沿着套筒的高度方向设置在套筒的筒壁上；橡皮圈撑放装置滑动设置在定位槽上，橡皮圈撑放装置包括橡皮圈撑放装置主体，橡皮圈撑放装置主体能够贯穿定位槽，橡皮圈撑放装置主体一端部设置有橡皮圈卡扣，另一端部设置有卡扣收放扳机；卡扣收放扳机能够驱动橡皮圈卡扣转动，实现对橡皮圈的释放。通过卡扣收放扳机和橡皮圈卡扣的联动实现对橡皮圈的安装和释放，有效解决土三轴压缩试验试样密封固定困难且试样容易破坏的问题，同时大大提高了操作的效率与试验结果的准确性。

Description

一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置。

背景技术

近年来，随着我国岩土工程领域科研水平的不断提升，人们对岩土试验的要求也在不断提高。土三轴压缩试验由于其测试参数范围广，适用土样种类多以及试验结果可靠的优点成为行业内广泛应用的试验。

而我们在进行三轴试验时，试样安装阶段需要用到橡皮圈将套入橡皮膜内的试样密封固定在三轴仪的基座与顶帽处。然而使用传统的三瓣膜进行试样密封固定时，操作比较困难，效率也较低，同时操作过程中会不可避免的触碰到试样，面对土壤这种易发生形变的材料，特别是砂土、粉土等黏性弱、强度低的土壤，在试样密封固定时甚至会造成试样的破坏，从而极大地影响了试验的进程与结果的准确性。

因此，目前亟需一种操作简单、快速，适用范围广，且密封固定试样过程中不会影响到试样本身的土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，解决背景技术中提出的至少一个技术问题。

（二）技术方案

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，所述辅助密封固定装置包括：

套筒，所述套筒为上下两端部均为开口的中空结构；

定位槽，所述定位槽沿着所述套筒的高度方向设置在所述套筒的筒壁上；

橡皮圈撑放装置，所述橡皮圈撑放装置滑动设置在所述定位槽上，且一个所述定位槽上设置两个橡皮圈撑放装置；

所述橡皮圈撑放装置包括橡皮圈撑放装置主体，所述橡皮圈撑放装置主体能够贯穿所述定位槽，且所述橡皮圈撑放装置主体位于所述套筒内的一端部设置有橡皮圈卡扣，所述橡皮圈撑放装置主体位于所述套筒外的一端部设置有卡扣收放扳机；

其中，所述卡扣收放扳机能够驱动所述橡皮圈卡扣转动，实现对橡皮圈的释放。

优选的，所述橡皮圈撑放装置还包括：

联动结构；所述联动结构包括：

连杆，所述连杆的一端部与所述卡扣收放扳机连接；且，另一端部与所述橡皮圈卡扣连接；

其中，按动所述卡扣收放扳机驱动所述橡皮圈卡扣转动。

优选的，所述联动结构还包括：

卡扣支撑柱，所述卡扣支撑柱固定设置于所述连杆靠近所述橡皮圈卡扣的一端部；

所述卡扣支撑柱通过牵引弹簧与所述橡皮圈卡扣连接。

优选的，所述联动结构还包括：

复位弹簧，所述复位弹簧与所述卡扣收放扳机连接；

按压所述卡扣收放扳机后，所述复位弹簧能够驱动所述卡扣收放扳机复位。

优选的，所述橡皮圈撑放装置还包括：

固定螺母；

且，所述橡皮圈撑放装置主体上设置有调节螺纹；其中所述固定螺母设置两个，通过两个所述固定螺母将所述橡皮圈撑放装置主体固定于所述定位槽上。

优选的，所述套筒是一个横截面为正方形的空心长方体，由四块透明有机玻璃板材组成，板材厚度为1cm，套筒内部尺寸为：长20cm×宽20cm×高40cm。

优选的，所述定位槽分别开设于套筒四周中轴线位置，其长、短截面均为矩形，定位槽尺寸为：长1.5cm×宽1cm×高30cm，定位槽两短截面端分别距离套筒两短截面端5cm。

优选的，所述橡皮圈撑放装置主体的端部沿着其长度方向设置有卡扣收缩槽，且所述橡皮圈卡扣通过转轴与所述橡皮圈撑放装置主体连接；

所述橡皮圈卡扣能够绕转轴收缩到卡扣收缩槽内。

优选的，所述橡皮圈撑放装置主体包括长边和短边，所述橡皮圈撑放装置主体长边和短边的连接处设置有扳机收缩槽；

所述复位弹簧设置于所述扳机收缩槽内部。

优选的，所述定位槽上设置有定位刻度。

（三）有益效果

本发明提供了一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明中所采用的套筒和橡皮圈撑放装置材料简单易取，制造成本低，且绿色无污染，

通过卡扣收放扳机和橡皮圈卡扣的联动实现对橡皮圈的安装和释放，结构巧妙且可实现性强，有效解决土三轴压缩试验试样密封固定困难且试样容易破坏的问题，同时大大提高了操作的效率与试验结果的准确性。橡皮圈撑放装置滑动设置在套筒上，在一个定位槽上的橡皮圈撑放装置之间的间距可调节，兼容所有常规土样尺寸，适用范围广，且操作简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置的三维图。

图2为本发明一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置的俯视图。

图3为本发明中橡皮圈撑放装置的三维图。

图4为本发明中橡皮圈撑放装置内部的联动结构示意图。

其中，1、套筒；2、定位槽；3、橡皮圈撑放装置；4、橡皮圈撑放装置主体；5、卡扣收放扳机；6、固定螺母；7、调节螺纹；8、橡皮圈卡扣；9、卡扣收缩槽；10、扳机收缩槽；11、定位刻度；12、联动结构；13、连杆；14、卡扣支撑柱；15、转轴；16、复位弹簧；17、牵引弹簧。

具体实施方法

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明：

如说明书附图1-4所示，本发明实施例提供一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于，所述辅助密封固定装置包括套筒1、定位槽2、橡皮圈撑放装置3，所述套筒1为上下两端部均为开口的中空结构，所述定位槽2沿着所述套筒1的高度方向设置在所述套筒1的筒壁上；所述橡皮圈撑放装置3滑动设置在所述定位槽2上，且一个所述定位槽2上设置两个橡皮圈撑放装置3；

所述橡皮圈撑放装置3包括橡皮圈撑放装置主体4，所述橡皮圈撑放装置主体4能够贯穿所述定位槽2，且所述橡皮圈撑放装置主体4位于所述套筒1内的一端部设置有橡皮圈卡扣8，所述橡皮圈撑放装置主体4位于所述套筒1外的一端部设置有卡扣收放扳机5；

其中，所述卡扣收放扳机5能够驱动所述橡皮圈卡扣8转动，实现对橡皮圈的释放。

通过橡皮圈撑放装置3对橡皮圈进行支撑和安装，卡扣收放扳机5能够驱动所述橡皮圈卡扣8转动，实现对橡皮圈的释放。通过卡扣收放扳机和橡皮圈卡扣的联动实现对橡皮圈的安装和释放，结构巧妙且可实现性强，所采用的套筒和橡皮圈撑放装置材料简单易取，制造成本低，且绿色无污染，有效解决土三轴压缩试验试样密封固定困难且试样容易破坏的问题，同时大大提高了操作的效率与试验结果的准确性。橡皮圈撑放装置滑动设置在套筒上，在一个定位槽上的橡皮圈撑放装置之间的间距可调节，兼容所有常规土样尺寸，适用范围广，且操作简单。

具体的，所述橡皮圈卡扣8可以是一个横截面为四分之一圆的柱体，其尺寸设置为：圆半径0.8cm，柱体厚度为0.3cm。

一实施例中，所述橡皮圈撑放装置3还包括联动结构12；所述联动结构12包括连杆13，所述连杆13的一端部与所述卡扣收放扳机5连接；且，另一端部与所述橡皮圈卡扣8连接；

其中，按动所述卡扣收放扳机5驱动所述橡皮圈卡扣8转动，实现对橡皮圈的释放。

也就是通过连杆13实现卡扣收放扳机5与橡皮圈卡扣8的连接，在按压卡扣收放扳机5时，通过连杆13的传动实现橡皮圈卡扣8的转动，进而对橡皮圈进行释放。

一实施例中，所述联动结构12还包括卡扣支撑柱14，所述卡扣支撑柱14固定设置于所述连杆13靠近所述橡皮圈卡扣8的一端部；所述卡扣支撑柱14通过牵引弹簧17与所述橡皮圈卡扣8连接。

实施过程中按压卡扣收放扳机5时，卡扣支撑柱14和连杆13朝着卡扣收放扳机5的方向移动，也就是卡扣支撑柱14为收缩，在收缩过程中牵引弹簧17带动橡皮圈卡扣8转动，进而对橡皮圈进行释放。具体的，可以为牵引弹簧17与橡皮圈卡扣8的上端部连接，牵引弹簧17受力拉动橡皮圈卡扣8围绕其下端的转轴15转动。

一实施例中，所述联动结构12还包括复位弹簧16，所述复位弹簧16与所述卡扣收放扳机5连接；按压所述卡扣收放扳机5后，所述复位弹簧16能够驱动所述卡扣收放扳机5复位。

具体实施过程，通过按下卡扣收放扳机5压缩复位弹簧16并带动连杆13，将卡扣支撑柱14从橡皮圈卡扣8底部缩回，再通过牵引弹簧17使得橡皮圈卡扣8绕转轴15收缩，释放橡皮圈，松手后复位弹簧17复位，推动连杆13，卡扣支撑柱14推动橡皮圈卡扣8复位。

一实施例中，所述橡皮圈撑放装置3还包括固定螺母6；且，所述橡皮圈撑放装置主体4上设置有调节螺纹7；其中所述固定螺母设置两个，通过两个所述固定螺母6将所述橡皮圈撑放装置主体4固定于所述定位槽2上。所述固定螺母6在橡皮圈撑放装置3插入定位槽2后分别通过调节螺纹7安装在套筒1内外两侧。所述固定螺母6可以为六角螺母，其靠近套筒1的一侧含有橡皮垫，固定时可起到缓冲的作用。

一实施例中，所述套筒1是一个横截面为正方形的空心长方体，由四块透明有机玻璃板材组成，板材厚度为1cm，套筒1内部尺寸为：长20cm×宽20cm×高40cm。具体的，所述定位槽2分别开设于套筒1四周中轴线位置，其长、短截面均为矩形，定位槽2尺寸为：长1.5cm×宽1cm×高30cm，定位槽2两短截面端分别距离套筒1两短截面端5cm。

一实施例中，所述定位槽2分别开设于套筒1四周中轴线位置，其长、短截面均为矩形，定位槽2尺寸为：长1.5cm×宽1cm×高30cm，定位槽2两短截面端分别距离套筒1两短截面端5cm。

一实施例中，所述橡皮圈撑放装置主体4的端部沿着其长度方向设置有卡扣收缩槽9，且所述橡皮圈卡扣8通过转轴15与所述橡皮圈撑放装置主体4连接；所述橡皮圈卡扣8能够绕转轴15收缩到卡扣收缩槽9内。

所述橡皮圈撑放装置主体4包括长边和短边，所述橡皮圈撑放装置主体4长边和短边的连接处设置有扳机收缩槽10；

所述复位弹簧16设置于所述扳机收缩10内部。

按下卡扣收放扳机5进入扳机收缩槽11，压缩复位弹簧16并带动连杆13，将卡扣支撑柱14从橡皮圈卡扣8底部缩回，再通过牵引弹簧17使得橡皮圈卡扣8绕转轴15收缩到卡扣收缩槽9内，释放橡皮圈，松手后复位弹簧16复位，推动连杆13，卡扣支撑柱14推动橡皮圈卡扣8复位。

一实施例中，所述定位槽2上设置有定位刻度11，具体的所述定位刻度11位于套筒1四周的4个定位槽2旁，与定位槽2两端平齐，长度为30cm，起到辅助橡皮圈撑放装置3定位的作用。

具体的，所述橡皮圈撑放装置3共设置8个，套筒1四周每个定位槽2内分别设置2个。所述橡皮圈撑放装置3分为上下2组，每组4个，分别用于固定三轴仪基座与顶帽处的橡皮圈。可根据试样尺寸进行上下、里外调节固定。所述橡皮圈撑放装置3的橡皮圈撑放装置主体4可以为L型空心管。其长边通过定位槽2插入套筒1中，通过内外两个固定螺母6与调节螺纹7将橡皮圈撑放装置3固定在套筒1四周合适的位置上。橡皮圈撑放装置主体4长边尺寸设置为20cm，短边起到把手的作用，尺寸为10cm，橡皮圈撑放装置主体4内直径为1cm，橡皮圈撑放装置主体4材料选用不锈钢，管壁厚度0.1cm。

利用本发明实施例进行土三轴压缩试验试样密封固定的具体过程如下：

1、试样初步安装阶段

首先将准备好的土样利用承膜筒套上橡胶膜，依次将透水石和滤纸放置在三轴仪基座上，利用承膜筒将下半部橡胶膜套在三轴仪基座上，再依次将滤纸和透水石放置在试样顶端，将上半部橡胶膜恢复后取下承膜筒。

2、装置调整阶段

将本装置套住试样，透过套筒观察试样的尺寸及位置，将套筒一面的2个橡皮圈撑放装置调整到合适的位置，用内外2个固定螺母固定，再根据上下2个橡皮圈撑放装置在定位刻度上的读数，对套筒另外3面上的橡皮圈撑放装置进行调整并固定，调整过程中根据试样、基座和顶帽的尺寸对橡皮圈撑放装置的位置进行里外微调，保证套在4个卡扣上撑开后的橡皮圈尺寸大于试样、基座及顶帽的尺寸。最后取下本装置。

3、密封固定阶段

调整好橡皮圈撑放装置位置后，将调整好松紧程度的橡皮圈分别套在上下2组的橡皮圈卡扣上，再次将本装置套住试样，首先进行三轴仪底部基座处的密封固定，分别按下对位的橡皮圈撑放装置的卡扣收放扳机将橡皮圈释放；然后进行顶帽处的密封固定，将顶帽安装好并调整好塑料管路的位置，分别按下对位的橡皮圈撑放装置的卡扣收放扳机将橡皮圈释放，最后将本装置取下，试样密封固定完成。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本发明上述实施例在具体实施过程中具有以下技术效果：

1、本发明实施例中所采用的套筒和橡皮圈撑放装置材料简单易取，制造成本低，且绿色无污染，有效解决土三轴压缩试验试样密封固定困难且试样容易破坏的问题，同时大大提高了操作的效率与试验结果的准确性。

2.本发明实施例中所采用的套筒所用材料为透明有机玻璃，可透过套筒直观观察到试样的位置，可起到辅助橡皮圈撑放装置定位的作用，所用材料环保且质量较轻，方便操作使用。套筒内部尺寸为：长20cm×宽20cm×高40cm，可兼容几乎所有土三轴仪。

3、本发明实施例中所采用的定位槽长度为30cm，橡皮圈撑放装置调节螺纹长度为10cm，可调节长度范围最大达13.7cm，可根据不同试样尺寸调节上下两组橡皮圈撑放装置，尺寸调节范围兼容所有常规土样尺寸，适用范围广，且操作简单。

4、本发明实施例中采用的橡皮圈撑放装置主体为不锈钢空心管，材料易取且强度较高，空心管内部可放置扳机和橡皮圈卡扣联动装置，且可提供卡扣收缩所需的空间，结构巧妙且可实现性强。

5、本发明实施例所设置的橡皮圈撑放装置内部的联动结构，可有效实现卡扣收放扳机和橡皮圈卡扣的联动，结构巧妙且可实现性强。

6、本发明实施例中所设置的定位刻度可起到使套筒四周的2组橡皮圈撑放装置调节到同一水平面，有效起到橡皮圈撑放装置辅助定位的作用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于，所述辅助密封固定装置包括：

套筒（1），所述套筒（1）为上下两端部均为开口的中空结构；

定位槽（2），所述定位槽（2）沿着所述套筒（1）的高度方向设置在所述套筒（1）的筒壁上；

橡皮圈撑放装置（3），所述橡皮圈撑放装置（3）滑动设置在所述定位槽（2）上，且一个所述定位槽（2）上设置两个橡皮圈撑放装置（3）；

所述橡皮圈撑放装置（3）包括橡皮圈撑放装置主体（4），所述橡皮圈撑放装置主体（4）能够贯穿所述定位槽（2），且所述橡皮圈撑放装置主体（4）位于所述套筒（1）内的一端部设置有橡皮圈卡扣（8），所述橡皮圈撑放装置主体（4）位于所述套筒（1）外的一端部设置有卡扣收放扳机（5）；

其中，所述卡扣收放扳机（5）能够驱动所述橡皮圈卡扣（8）转动，实现对橡皮圈的释放。

2.根据权利要求1所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述橡皮圈撑放装置（3）还包括：

联动结构（12）；所述联动结构（12）包括：

连杆（13），所述连杆（13）的一端部与所述卡扣收放扳机（5）连接；且，另一端部与所述橡皮圈卡扣（8）连接；

其中，按动所述卡扣收放扳机（5）驱动所述橡皮圈卡扣（8）转动，实现对橡皮圈的释放。

3.根据权利要求2所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述联动结构（12）还包括：

卡扣支撑柱（14），所述卡扣支撑柱（14）固定设置于所述连杆（13）靠近所述橡皮圈卡扣（8）的一端部；

所述卡扣支撑柱（14）通过牵引弹簧（17）与所述橡皮圈卡扣（8）连接。

4.根据权利要求2所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述联动结构（12）还包括：

复位弹簧（16），所述复位弹簧（16）与所述卡扣收放扳机（5）连接；

按压所述卡扣收放扳机（5）后，所述复位弹簧（16）能够驱动所述卡扣收放扳机（5）复位。

5.根据权利要求1所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述橡皮圈撑放装置（3）还包括：

固定螺母（6）；

且，所述橡皮圈撑放装置主体（4）上设置有调节螺纹（7）；其中所述固定螺母设置两个，通过两个所述固定螺母（6）将所述橡皮圈撑放装置主体（4）固定于所述定位槽（2）上。

6.根据权利要求1所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述套筒（1）是一个横截面为正方形的空心长方体，由四块透明有机玻璃板材组成，板材厚度为1cm，套筒（1）内部尺寸为：长20cm×宽20cm×高40cm。

7.根据权利要求1所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述定位槽（2）分别开设于套筒（1）四周中轴线位置，其长、短截面均为矩形，定位槽（2）尺寸为：长1.5cm×宽1cm×高30cm，定位槽（2）两短截面端分别距离套筒（1）两短截面端5cm。

8.根据权利要求3所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述橡皮圈撑放装置主体（4）的端部沿着其长度方向设置有卡扣收缩槽（9），且所述橡皮圈卡扣（8）通过转轴（15）与所述橡皮圈撑放装置主体（4）连接；

所述橡皮圈卡扣（8）能够绕转轴（15）收缩到卡扣收缩槽（9）内。

9.根据权利要求4所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述橡皮圈撑放装置主体（4）包括长边和短边，所述橡皮圈撑放装置主体（4）长边和短边的连接处设置有扳机收缩槽（10）；

所述复位弹簧（16）设置于所述扳机收缩槽（10）内部。

10.根据权利要求1-9任一项所述土三轴压缩试验试样辅助密封固定装置，其特征在于：所述定位槽（2）上设置有定位刻度（11）。

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