CN206387619U - 重塑土样制样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重塑土样制样器，包括气压加压装置部分和制样筒部分，所述制样筒部分包括竖直设置的试样筒，试样筒顶部通过压杆连接砝码，砝码设置在压杆顶部的托盘上，压杆底部设置有用于对试样筒内土样进行施压的压盘，压盘伸入试样筒内，使用本装置进行砝码加载后，通过空气压缩机进行加压，实现了精确控制重塑土样密度的目的，同时大大缩短制样周期，能够根据要求制作出某一给定含水率或密度的重塑土样，所得土样均匀，极大的提高了实验结果的可靠性；通过仪表来进行定量控制气压和试样高度，极大的降低了人为操作带来的种种操作误差。

Description

重塑土样制样器

技术领域

本实用新型属于岩土工程学科土工试验领域，具体涉及一种重塑土样制样器。

背景技术

根据相关土工试验规程(SL237-1999、JTGE40-2007)目前常用的重塑土样制样方法分为击样法和压样法，其中，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，并将其倒入制样筒内，将土样一层或分层击实成样；压样法是根据压样器的容积和要求干密度计算所需湿土的质量，湿土样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。

传统的击样法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；压样法由于很难控制初始压力，在直接加压的情况下很容易造成土体挤出，因此，采用传统方法所制土样不均匀，土体内容易形成孔洞；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，即在一定击实次数后，用直尺量取已击实土样的高度，若高度大于预定高度，则击实，并重复前序步骤，一旦高度小于预定高度，说明此时得到的试样干密度比预定值大，为了确保制样的精确性，则需要重新制样、费时费力。另外，用直尺或游标卡尺进行图样高度的测量时，测量精度受人为因素的干扰较大，极易产生误差，所得土样不均匀，内部容易出现孔洞。因此，如何设计出一种能精确控制密度的制样装置及制样方法是一个值得关注的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的提供了一种重塑土样制样器，通过两种加载方式精确控制重塑土样的含水率，从而解决了现有技术中存在的重塑土样密度不均匀、存在孔洞的问题，最终达到了预定目标重塑土样干密度。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种重塑土样制样器，包括气压加压装置部分和制样筒部分，所述制样筒部分包括竖直设置的试样筒，试样筒顶部通过压杆连接砝码，砝码设置在压杆顶部的托盘上，压杆底部设置有用于对试样筒内土样进行施压的压盘，压盘伸入试样筒内，试样筒底部设置在加载气缸平台上，加载气缸中设置有一控制平台升降的活塞；气压加压装置部分包括连通的空气压缩机和气压控制器，空气压缩机通过气压控制器与加载气缸连通，加载气缸用于储存空气压缩机所输送的气压并进行加载，活塞随气压大小调节而改变平台高度。

所述气压控制器包括显示屏、气压调节旋钮和输出阀，其中，输出阀为控制加载气缸气压加载的开关，气压调节旋钮用于调节输出气压，显示屏用于显示空气压缩机当前施加气压的具体数值。

所述压盘上有一排水孔，排水孔上罩设有透水石，排水孔通过第二排水管连接至排水收集器。

试样筒的底部设置有排水孔，排水孔上罩设有透水石，排水孔通过第一排水管连接至排水收集器；第一排水管和第二排水管分别安装有止水夹。

所述制样筒部分固定在底座上，底座上设置有三个用于重塑土样的制样筒部分，气压加载装置部分的三套气压控制器分别通过塑料管与三个加载气缸相连。

还包括设置在制样筒部分两侧的两个支撑杆，两支撑杆顶端固定有横梁，横梁上设置有一用于限定压杆位移的锁紧圈；其中一支撑杆顶部伸出有导杆，导杆上安装有随托盘升降的第一位移百分表，加载气缸的平台伸出有一托板，支撑杆下端安装有随托板升降的第二位移百分表。

所述排水收集器内有水位刻度，排水收集器顶部设置有用于排水的排水管排水阀；所述排水收集器通过螺丝扣固定与支撑杆上。

所述空气压缩机采用静音空气压缩机，空气压缩机通过过滤器与气压控制器相连。

所述压盘的直径与试样筒内径相同。

所述试样筒由不锈钢合金材质制成，内径5cm，呈圆柱状，所述砝码规格包括10000g、 5006g、2604g和801g。

采用本实用新型制样器进行重塑土样的方法如下，首先将要制备的土样进行充分饱和搅拌成和易性较好的泥浆并装入试样筒7中，并通过仪器上部砝码先进行加载，使试样筒中的水分排出并收集至左侧的排水收集管中，此时试样已达到初步固结状态；然后，通过加载气缸进行气压加载，通过空气压缩机进行加压，由于试样筒直径一定，将目标重塑土样的密度与重塑土样的高度进行换算，同时通过位移百分表进行精确控制，最终实现精确控制试样密度的。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果，使用本装置进行砝码加载后，通过空气压缩机进行加压，实现了精确控制重塑土样密度的目的，同时大大缩短制样周期，能够根据要求制作出某一给定含水率或密度的重塑土样，所得土样均匀，极大的提高了实验结果的可靠性；通过仪表来进行定量控制气压和试样高度，极大的降低了人为操作带来的种种操作误差。

进一步的，底座上设置有三个用于重塑土样的制样筒部分，通过三套控制系统分别控制，实现了三个制样筒可独立或同时进行制样工作，三个试样筒可同时工作，极大的提高了制样效率，总体来说该设备控制更加简便，操作更加便捷，结果更加准确。

进一步的，锁紧圈固定于横梁上，其作用为当砝码初步加载至预定范围时，锁紧压杆，方便后续进行气压加载。

进一步的，通过排水孔与透水石的配合，只允许水透过，防止土样从管中排走，同时试样筒的上下两端均设置有排水管，此过程模拟了土体在天然环境下的排水固结条件，避免了传统方法中在任意给定初始静压下，泥浆从试样筒中挤出，两个排水管分别接有止水夹，可独立或同时进行排水，从而模拟了单面排水或者双面排水两种工况。

进一步的，排水收集器内有水位刻度，可以准确的读出在制样过程中排出水的体积，所述排水收集器上部为排水管排水阀，当排水收集器中水达到额定容量后由此排出，排水收集器通过螺丝扣固定与支撑杆上，方便进行拆卸排水。

进一步的，空气压缩机通过过滤器与气压控制器相连，过滤器用于排除空气中的杂质，以免损坏加压装置。

进一步的，压盘的直径与试样筒内径相同，能够有效的防止土样溢出。

进一步的，具有四种砝码备选，可进行任意组合，方便使上部压力快速精确达到预定压力范围。

附图说明

图1是重塑土样制样器结构示意图

图2是重塑土样制样器结构示意图-制样部分

图3是重塑土样制样器结构示意图-空气加压部分

图中，1-排水收集器，2-排水阀，3-进水管阀，41-第一排水管，42-第二排水管，5-底座，6-加载气缸，7-试样筒，8-横梁，9-锁紧圈，101-第一位移百分表，102-第二位移百分表，11- 砝码，12-压杆，13-气压显示屏，14-气压调节旋钮，15-输出阀，16-过滤器，17-空气压缩机， 18-支撑杆，19-压盘，20-托盘，

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型包括气压加压装置部分和制样筒部分，底座5上固定有3个重塑土样制样筒部分，三个制样筒部分可独立或同时进行制样工作；制样筒部分包括竖直设置的试样筒7，试样筒7顶部通过压杆12连接砝码11，砝码11设置在压杆12顶部的托盘20上，压杆12底部设置有用于对试样筒7内土样进行施压的压盘19，压盘19伸入试样筒7内，压盘19的直径与试样筒7内径相同，试样筒7底部设置在加载气缸6平台上，加载气缸6中设置有一控制平台升降的活塞；气压加压装置部分包括连通的空气压缩机17和气压控制器，空气压缩机17通过气压控制器与加载气缸6连通，加载气缸6用于储存空气压缩机17所输送的气压并进行加载，活塞随气压大小调节而改变平台高度，空气压缩机17采用静音空气压缩机，空气压缩机17通过过滤器16与气压控制器相连，过滤器16用于排除空气中的杂质，以免损坏加压装置。

如图2所示，压盘19上有一排水孔，排水孔上罩设有透水石，排水孔通过第二排水管42 连接至排水收集器1，试样筒7的底部设置有排水孔，排水孔上罩设有透水石，排水孔通过第一排水管41连接至排水收集器1，排水收集器1底部设置有进水管阀3，第一排水管41和第二排水管42均通过进水管阀3与排水收集器1连通；第一排水管41和第二排水管42分别安装有止水夹，可独立或同时进行排水，从而模拟了单面排水双面排水两种工况。

制样筒部分固定在底座5上，底座5上设置有三个用于重塑土样的制样筒部分，气压加载装置部分的三套气压控制器分别通过塑料管与三个加载气缸6相连；还包括设置在制样筒部分两侧的两个支撑杆18，两支撑杆18顶端固定有横梁8，横梁8上设置有一用于限定压杆12 位移的锁紧圈9，其作用为当砝码初步加载至预定范围时，锁紧压杆12，进行气压加载；右侧的支撑杆18顶部伸出有导杆，导杆上安装有随托盘20升降的第一位移百分表101，用于监测砝码加载后压杆的下降值，加载气缸6的平台伸出有一托板，右侧的支撑杆18下端安装有随托板升降的第二位移百分表102，用于测量气压加载后，试样高度变化。

排水收集器1内有水位刻度，可以准确的读出在制样过程中排出水的体积；排水收集器1 顶部设置有用于排水的排水管排水阀2；排水收集器1通过螺丝扣固定与支撑杆18上，当排水收集器1中水达到额定容量后由排水阀2排出。

作为优选实施例的，试样筒7由不锈钢合金材质制成，内径5cm，呈圆柱状，砝码11规格包括10000g、5006g、2604g和801g，可进行任意组合，方便使上部压力快速达到预定压力范围。

如图3所示，气压控制器由三组气压显示屏13、气压调节旋钮14、输出阀15组成，分别对应于上述图1中三个制样筒内的加载气压数据，其中，输出阀15为控制加载气缸6气压加载的开关，气压调节旋钮14用于调节输出气压，使输送至加载气缸6的气压能根据需要进行精确控制，显示屏13用于显示空气压缩机17当前施加气压的具体数值。

Claims (10)

1.重塑土样制样器，其特征在于，包括气压加压装置部分和制样筒部分，所述制样筒部分包括竖直设置的试样筒(7)，试样筒(7)顶部通过压杆(12)连接砝码(11)，砝码(11)设置在压杆(12)顶部的托盘(20)上，压杆(12)底部设置有用于对试样筒(7)内土样进行施压的压盘(19)，压盘(19)伸入试样筒(7)内，试样筒(7)底部设置在加载气缸(6)平台上，加载气缸(6)中设置有一控制平台升降的活塞；气压加压装置部分包括连通的空气压缩机(17)和气压控制器，空气压缩机(17)通过气压控制器与加载气缸(6)连通，加载气缸(6)用于储存空气压缩机(17)所输送的气压并进行加载，活塞随气压大小调节而改变平台高度。

2.根据权利要求1所述的重塑土样制样器，其特征在于，所述气压控制器包括显示屏(13)、气压调节旋钮(14)和输出阀(15)，其中，输出阀(15)为控制加载气缸(6)气压加载的开关，气压调节旋钮(14)用于调节输出气压，显示屏(13)用于显示空气压缩机(17)当前施加气压的具体数值。

3.根据权利要求1所述的重塑土样制样器，其特征在于，所述压盘(19)上有一排水孔，排水孔上罩设有透水石，排水孔通过第二排水管(42)连接至排水收集器(1)。

4.根据权利要求3所述的重塑土样制样器，其特征在于，试样筒(7)的底部设置有排水孔，排水孔上罩设有透水石，排水孔通过第一排水管(41)连接至排水收集器(1)；第一排水管(41)和第二排水管(42)分别安装有止水夹。

5.根据权利要求1所述的重塑土样制样器，其特征在于，所述制样筒部分固定在底座(5)上，底座(5)上设置有三个用于重塑土样的制样筒部分，气压加载装置部分的三套气压控制器分别通过塑料管与三个加载气缸(6)相连。

6.根据权利要求1所述的重塑土样制样器，其特征在于，还包括设置在制样筒部分两侧的两个支撑杆(18)，两支撑杆(18)顶端固定有横梁(8)，横梁(8)上设置有一用于限定压杆(12)位移的锁紧圈(9)；其中一支撑杆(18)顶部伸出有导杆，导杆上安装有随托盘(20)升降的第一位移百分表(101)，加载气缸(6)的平台伸出有一托板，支撑杆(18)下端安装有随托板升降的第二位移百分表(102)。

7.根据权利要求3或4所述的重塑土样制样器，其特征在于，所述排水收集器(1)内有水位刻度，排水收集器(1)顶部设置有用于排水的排水阀(2)；所述排水收集器(1)通过螺丝扣固定与支撑杆(18)上。

8.根据权利要求1所述的重塑土样制样器，其特征在于，所述空气压缩机(17)采用静音空气压缩机，空气压缩机(17)通过过滤器(16)与气压控制器相连。

9.根据权利要求1所述的重塑土样制样器，其特征在于，所述压盘(19)的直径与试样筒(7)内径相同。

10.根据权利要求1所述的重塑土样制样器，其特征在于，所述试样筒(7)由不锈钢合金材质制成，内径5cm，呈圆柱状，所述砝码(11)规格包括10000g、5006g、2604g和801g。