CN205941118U - 一种重塑土分层击样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重塑土分层击样装置，包括底座、盛样模具、击实器、卡位杆和承压板，卡位杆上嵌套有限位器。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：结构简单、拆装方便、操作简单、成本较低、寿命长久，而且制样准确、高效可靠，可精确定位出分层制样的高度，可快速制备出满足要求的分层制样及完整制样，可根据需要改变分层层数，从而制得不同高度与分层数的试样；而且可重复利用，通过调整盛样模具和击实器的直径来制得不同直径的试样。

Description

一种重塑土分层击样装置

技术领域

本实用新型属于土木工程学科的土木试验制样工具，涉及一种重塑土分层击样装置。

背景技术

土工土木工程试验土样分成原状土样和重塑土样。原状土样是指从现场取得整块样本，这样的试样保持了其原有的结构特性。而重塑土土样是指已经没有了原有的结构特性的土按照所需要条件制成的试样。考虑到原状土样对试验环境和条件变化较敏感，因此室内试验的土样通常采用性质稳定、试验结构离散型较小的重塑土。

根据相关土工试验规程，目前常用的重塑土制样方法，分为击样法和压样法。

击样法是根据制样筒的容积和要求干密度计算所需湿土的质量，并将其导入制样筒内，将土体一层或分层击实成样；而压实法是根据压实器的容积和要求干密度计算所需湿土质量，将湿土倒入预先装好环刀的压样器内，通过活塞采用静压力将土样压紧直到所需密度。

击样法由于制样周期短且操作方便，在室内试验土样制备中获得广泛的应用。然而，在分层击样的过程中，由于制样筒的直径是固定的，为了确保土样的干密度达到预定值，需要严格控制每层土样的高度。

目前，一般通过观察直尺或游标卡尺的刻度来控制土样的高度，但用直尺或者游标卡尺进行土样高度的测量时，测量精度受人为因素的干扰较大，极易产生误差。为了控制每层土样的高度，一些研究者对制样的装置和方法进行改进。

中国专利申请号：201510083904.x，一种重塑土分层击样装置及其制样方法，通过套筒组合嵌套来实现分层制样高度，其优点在于结构简单，可快速制得不同高度与分层数的土样，缺点在于可制试验高度有限。

中国专利申请号：201510961444.6，一种重塑土样制备装置，利用卡位器实现高度只有变化，优点在于高度变化灵活，缺点在于卡位杆设计复杂，卡位器在重压下易变形。因此，如何设计出一种快速地进行分层定位的击样装置是一个值得关注的问题。

实用新型内容

本实用新型需要解决的问题是针对上述现有技术尺子测量结果不准确或者结构过于复杂的不足，而提供一种高精度、高效率，且结构简单的重塑土分层击样装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种重塑土分层击样装置，包括底座、盛样模具、击实器、卡位杆和承压板，盛样模具的下端固定在底座上，卡位杆的上端连接承压板，下端连接击实器，击实器活动连接于盛样模具内，击实器的直径与盛样模具的内径相匹配，卡位杆上嵌套有限位器，限位器包括限位环、限位螺栓和限位螺栓槽，限位环的内径与卡位杆的外径相匹配，且限位环的外径大于盛样模具的外径，限位螺栓槽沿限位环的径向方向设置，限位螺栓槽内螺纹贯穿连接限位螺栓，限位螺栓与卡位杆上沿轴向等距离依次设置的卡位孔构成锁紧结构，卡位杆上设有刻度，刻度的数值自上而下依次增加，每个卡位孔均对应相应刻度。

限位螺栓做顺时针转动到极限时，限位螺栓与卡位孔卡紧，逆时针旋转至限位环可做垂直运动时，限位螺栓与卡位孔分离。

限位螺栓槽为2个，沿限位环的直径方向对称设置，卡位杆上的卡位孔为两列，分别与2个限位螺栓槽对应设置。

底座的上端面设有用于固定盛样模具底端的底座凹口。

底座凹口为圆形凹口。

盛样模具为圆柱形结构的三开模，盛样模具的高度为制样高度的1.5-2倍。

底座、盛样模具、承压板、卡位杆、击实器和限位器均由不锈钢材料制作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过底座、盛样模具、承压板、卡位杆、击实器、限位器和刻度的设置，能快速精确地对试样分层定位击实，极大地提高了制样效率与制样精度。

2、对限位器的优化，通过限位环沿卡位杆做垂直移动后，利用限位螺栓将限位环与卡位杆卡紧而实现试样高度定位，操作简单。同时卡位杆上标有等间隔的刻度，方便读取高度及制备不同高度试样。

3、结构简单、拆装方便、操作简单、成本较低、寿命长久。

附图说明

图1为本实用新型的重塑土分层击样装置的结构示意图；

图2为限位器的俯视图；

图3卡位杆的局部放大图。

1-底座，2-盛样模具，3-击实器；

4-限位器；

41-限位环，42-限位螺栓，43-限位螺栓槽；

5-卡位杆；

51-卡位孔；

6-承压板。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-3所示，一种重塑土分层击样装置，包括底座、盛样模具、击实器、卡位杆和承压板，盛样模具的下端固定在底座上，卡位杆的上端连接承压板，下端连接击实器，击实器活动连接于盛样模具内，击实器的直径与盛样模具的内径相匹配，卡位杆上嵌套有限位器，限位器包括限位环、限位螺栓和限位螺栓槽，限位环的内径与卡位杆的外径相匹配，且限位环的外径大于盛样模具的外径，限位螺栓槽沿限位环的径向方向设置，限位螺栓槽内螺纹贯穿连接限位螺栓，限位螺栓与卡位杆上沿轴向等距离依次设置的卡位孔构成锁紧结构，卡位杆上设有刻度，刻度的数值自上而下依次增加，每个卡位孔均对应相应刻度。

限位螺栓做顺时针转动到极限时，限位螺栓与卡位孔卡紧，逆时针旋转至限位环可做垂直运动时，限位螺栓与卡位孔分离。

限位螺栓槽为2个，沿限位环的直径方向对称设置，卡位杆上的卡位孔为两列，分别与2个限位螺栓槽对应设置。

底座的上端面设有用于固定盛样模具底端的底座凹口。

底座凹口为圆形凹口。

盛样模具为圆柱形结构的三开模，盛样模具的高度为制样高度的1.5-2倍。

底座、盛样模具、承压板、卡位杆、击实器和限位器均由不锈钢材料制作；限位器4和卡位杆5因穿孔应力集中，优先采用强度高的不锈钢材料制作。

考虑常规土工试样，对各部件来进行尺寸定制。

底座1可选用土工试验室用来制作圆柱形试样的普通底座，底座凹口直径为65.5㎜。盛样模具2可选用圆柱体结构的三开模，其内径61.8㎜、外径65㎜、高度为200㎜。击实器3是一圆柱体结构，其直径与盛样模具2的内径相匹配，稍小于三开模内径，为61.5㎜，高度为30㎜。限位器4的限位环41为一圆环体，高度为10㎜，其内径为35㎜，外径为85㎜、大于盛样模具2的外径65㎜，可保证限位器4架于盛样模具2之上；限位螺栓42总长40毫米，限位螺栓的杆长38㎜，其中螺纹区为33㎜，非螺纹区5㎜，限位螺栓头长2㎜；限位螺栓杆外径为2㎜，限位螺栓头外径为6㎜；限位螺栓槽43直径比限位螺栓42的直径稍大，为2.2㎜，内设与限位螺栓杆匹配的螺纹；限位螺栓槽43位于限位环41的中心，与限位环上表面、下表面距离均为4㎜。

卡位杆5是一柱体结构，总高度为190㎜，卡位孔高度170㎜、最上端的卡位孔与承压板的安全距离为10㎜、最下端的卡位孔与击实器的安全距离10㎜，当盛样模具2内未装土样时，即击实器3下表面与底座1凹面相接触时，限位器4上表面与零刻度线齐平，下表面与盛样模具敞口顶端相衔接。卡位杆为直径35㎜的圆柱体，卡位孔51沿卡位杆的轴向垂直分布，其深度为8.5㎜，稍长于限位螺栓卡紧时延伸至限位环41内环的长度，卡位孔51的直径与限位螺栓槽43的直径一致，为2.2㎜，卡位孔51内设有与限位螺栓匹配的螺纹。

承压板6是一圆珠体结构，直径为55㎜，厚度为15㎜。

下面给出本实用新型尺寸定制的重塑土分层击样装置进行制样的制备实施例。

预制备重塑土样试验，直径61.8㎜，高度125㎜，包括如下步骤：

1、根据试验所需土样的含水率，计算一定土料的加水量并进行加水，拌合均匀以后装入密封袋润湿24小时。

2、需要制备试样高度为125㎜，可以分五层击实，每层高度为25㎜；在根据试验所需试样的干密度和含水率，计算每层土样的质量并称取；在三开模和底座内壁均匀地涂上一层凡士林。

3、将称好的分层土样倒入三开模内并搅拌平整；在初始零刻度线的基础上，移动限位环，增加该层制样所对应的高度为25㎜，使限位环的上表面与累计高度的刻度线齐平，顺时针转动限位螺栓与卡位孔咬合卡紧，实现定位；把击实器连同限位器、卡位杆和承压板的整体一起放入到盛样模具中。

4、利用击实锤对承压板进行加载，当限位器的底面与盛样模具的敞口顶面衔接时，停止击实或加载；取出击实器及其上部整体，此时一层土样击实完毕，需要对其上表面进行刨毛。

5、刨毛完成后，依次重复步骤3和步骤4，其中击实第二层土样时移动限位环上表面与50㎜刻度线齐平，击实第三层土样移动至75㎜刻度处，以此类推，直到完成所有第五层土样的击实，最后一层土样的上表面不需要进行刨毛处理。

6、拆卸盛样模具，慢慢地侧向滑移三开模，将制好的试样取出，保存待用。

本实用新型尺寸定制的重塑土分层击样装置可用来制作直径为61.8㎜，高度小于160㎜的试样。

本实用新型的创新点在于，结构简单、拆装方便、操作简单、成本较低、寿命长久，而且制样准确、高效可靠，可精确定位出分层制样的高度，可快速制备出满足要求的分层制样及完整制样，可根据需要改变分层层数，从而制得不同高度与分层数的试样；而且可重复利用，通过调整盛样模具和击实器的直径来制得不同直径的试样。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种重塑土分层击样装置，包括底座、盛样模具、击实器、卡位杆和承压板，盛样模具的下端固定在底座上，卡位杆的上端连接承压板，下端连接击实器，击实器活动连接于盛样模具内，击实器的直径与盛样模具的内径相匹配，其特征在于：卡位杆上嵌套有限位器，限位器包括限位环、限位螺栓和限位螺栓槽，限位环的内径与卡位杆的外径相匹配，且限位环的外径大于盛样模具的外径，限位螺栓槽沿限位环的径向方向设置，限位螺栓槽内螺纹贯穿连接限位螺栓，限位螺栓与卡位杆上沿轴向等距离依次设置的卡位孔构成锁紧结构，卡位杆上设有刻度，刻度的数值自上而下依次增加，每个卡位孔均对应相应刻度。

2.根据权利要求1所述的重塑土分层击样装置，其特征在于：限位螺栓槽为2个，沿限位环的直径方向对称设置，卡位杆上的卡位孔为两列，分别与2个限位螺栓槽对应设置。

3.根据权利要求1所述的重塑土分层击样装置，其特征在于：底座的上端面设有用于固定盛样模具底端的底座凹口。

4.根据权利要求3所述的重塑土分层击样装置，其特征在于：底座凹口为圆形凹口。

5.根据权利要求1所述的重塑土分层击样装置，其特征在于：盛样模具为圆柱形结构的三开模，盛样模具的高度为制样高度的1.5-2倍。

6.根据权利要求1所述的重塑土分层击样装置，其特征在于：底座、盛样模具、承压板、卡位杆、击实器和限位器均由不锈钢材料制作。