实用新型内容
本实用新型提出一种击实土样试验装置,解决了现有击实土样制备工具操作繁琐,且干密度不易控制的技术问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的:
一种击实土样试验装置,包括支架、击实系统、制样模具和控制系统,支架底座为圆形框架,支架底座两侧设有支架侧板,支架侧板为弧形长板,支架的上顶面设有支架顶板,支架顶板中部上方设有电机和滑轮组,牵引绳一端与电机相连、另一端绕过滑轮组后再穿过设于支架顶板中部的牵引孔与击锤上方的连接孔相连;所述击实系统包括导杆,击锤、击实底板和限位板,导杆设于支架顶板中部,导杆外设有定位套筒,导杆底部与击实底板相连,击实底板两侧设有限位板,击锤套设于导杆;制样模具包括制样模具上部和制样模具下部,制样模具上部为空心圆柱、制样模具下部分为带底的空心圆柱体,制样模具上部和制样模具下部之间设有环刀;所述控制系统包括压敏传感器、红外发射传感器、电机及控制器。
所述电机通过导线与控制器相连,控制器分别于压敏传感器和红外发射传感器相连。
所述制样模具上部为内径61.8mm、外径71.8mm、高40mm的空心圆柱体,制样模具下部为内径59.8mm(环刀壁厚1mm)、外径71.8mm、高10mm的空心圆柱体;制样模具上部分下部为内径59.8mm(环刀壁厚1mm)、外径71.8mm、高10mm的空心圆柱体;制样模具与环刀组装完成后,可形成一个内径61.8mm,外径71.8mm,高50mm的空心圆柱体,该空心圆柱体与直径71.8mm,高10mm圆盘固接形成带底的空心圆柱体,制样模具与环刀中心线重合。
所述支架底座上设有圆形凹槽,凹槽底部有定位孔,圆形凹槽的直径与制样模具直径相匹配;支架底座为圆形刚性底座,厚度15mm,直径12cm,定位凹槽为圆柱形,固设于刚性底座中,凹槽深度5mm,在凹槽内部设3个定位孔,定位孔直径5mm,深度5mm;刚性架体厚度10mm,宽度50mm,高度与环刀高度及导杆相匹配。
支架顶板为宽50mm钢板,支架顶板下方固接一内径11mm、外径15mm、高度50mm的定位套筒,定位套筒、支架底座、凹槽中心线相重合。
所述定位套筒直径大于导杆,定位套筒与导杆相匹配,定位套筒穿过支架顶板且高于支架顶板。
所述击锤为空心圆柱体,在击实过程中,击锤沿导杆上下垂直运动,限位板距离击实底板的高度与环刀的高度相匹配。
所述限位板为┓型,导杆的长度小于支架的高度与定位套筒的高度之差,导杆为直径10mm实心钢柱,其高度加上击实底板高度小于支架高度减去导杆定位套筒之差,击实底板为直径60.8mm、高10mm的刚性钢板,击锤为内径11mm外径50mm高60mm的刚性空心圆柱,限位板共4个,呈对称分布,限位板为厚10mm、宽10mm、高度30mm刚性钢板,限位板高度等于制样模具上部分上部圆柱体40mm与击实底板厚度10mm之差,击锤上部对称分布有连接牵引绳的空心圆形凸起,空心圆形凸起直径2mm。
所述红外发射传感器包括传感器发射端和传感器接收端,支架两侧的支架侧板上设有供传感器发射端和传感器接收端滑动的轨道,传感器发射端和传感器接收端成对、对称设置,传感器发射端与传感器接收端的连线不经过导杆。
本发明的有益效果在于:
本发明设计的制样模具在制样模具上增加连接装置,保证在击实过程中不发生偏离;采用导杆定位套筒,使击实过程中导杆始终处于垂直状态;在击实底板上增加了限位板,保证了击实后土样表面平整,达到土样均匀,干密度可控;增加了自动控制系统,通过设定击锤上升高度、传感器发射与接收控制、压敏传感器等,避免了人为因素的干扰,还可设定一定的程序实现自动击实土样;本发明克服了人工制作击实土样过程中导杆不垂直,击实后土样表面不平,干密度不易控制的技术问题。
实施例5
一种击实土样试验装置,所述制样模具上部为内径61.8mm、外径71.8mm、高40mm的空心圆柱体,制样模具下部为内径59.8mm(环刀壁厚1mm)、外径71.8mm、高10mm的空心圆柱体;制样模具1上部分下部为内径59.8mm(环刀壁厚1mm)、外径71.8mm、高10mm的空心圆柱体;制样模具1与环刀6组装完成后,可形成一个内径61.8mm,外径71.8mm,高50mm的空心圆柱体,该空心圆柱体与直径71.8mm,高10mm圆盘固接形成带底的空心圆柱体,制样模具1与环刀6中心线重合。支架顶板2-3为宽50mm钢板,支架顶板2-3下方固接一内径11mm、外径15mm、高度50mm的定位套筒,定位套筒、支架底座、凹槽中心线相重合。
应用例1
使用实施例1的击实土样试验装置,制备土样:
某粉质粘土样,事先测得最大干密度1.78g/cm3,在室内配置含水率9.1%散土样,通过自动击实土样实验装置,获得干密度1.70g/cm3的环刀样;
程序控制流程如下:
(a)环刀采用直径61.8mm高度20mm的标准环刀,根据目标含水率、目标干密度,计算并秤取所需散土质量55.6g;
(b)将环刀刃口朝下放入制样模具1下部分,使其与制样模具1下部分充分接触,然后将制样模具1上部分套入环刀外,制样模具1组装完成;
(c)将所秤取散土倒入制样模具1与环刀所形成的空间内,散土虚铺高度49mm;
(d)将导杆及击锤提起一定高度;
(e)同时将制样模具1及其中的环刀与散土平移至支架2底座凹槽内,将制样模具定位凸起与凹槽底部定位孔对准后,准确放入支架2底座上;
(f)目标锤击高度设定为40cm,调整上部传感器发射端与接收端在支架2架体上的位置,使其距离击实底板上表面高度为40cm;
(g)打开控制电源,此时下部传感器发射端信号被击锤阻挡,下部传感器接收端未接收信号,此时,控制程序开始启动电机,击锤被提升;
(h)提升至40cm处后,上部传感器发射端信号被阻挡,控制程序启动,电机以重力加速度反转,击锤下落,如此循环往复;
(i)在击实89次后,限位板5上的压敏传感器产生信号,控制系统启动,击实系统关闭,击实土样完成;
(j)将制样模具从支架中取出,将环刀从制样模具中取出,直径61.8mm高度20mm击实土样制作完成;
对制作完成环刀样切成四份,测得其干密度分别为1.71 g/cm3、1.69g/cm3、1.72g/cm3、1.70 g/cm3。
应用例2
使用实施例2的击实土样试验装置,制备土样:
某粉质粘土样,事先测得最大干密度1.78 g/cm3,在室内配置含水率12.1%散土样,通过自动击实土样实验装置,获得干密度1.70g/cm3的环刀样。
程序控制流程如下:
(a)环刀采用直径61.8mm高度20mm的标准环刀。根据目标含水率、目标干密度,计算并秤取所需散土质量57.2g;
(b)将环刀刃口朝下放入制样模具下部分,使其与制样模具下部分充分接触,然后将制样模具1上部分套入环刀外,制样模具组装完成;
(c)将所秤取散土倒入制样模具与环刀所形成的空间内,散土虚铺高度53mm。
(d)将导杆及击锤提起一定高度;
(e)同时将制样模具及其中的环刀与散土平移至支架2底座凹槽内,将制样模具定位凸起与凹槽底部定位孔对准后,准确放入支架2底座上;
(f)目标锤击高度设定为36cm,调整上部传感器发射端与接收端在支架2架体上的位置,使其距离击实底板上表面高度为36cm;
(g)打开控制电源,此时下部传感器发射端信号被击锤阻挡,下部传感器接收端未接收信号,此时,控制程序开始启动电机,击锤被提升;
(h)提升至36cm处后,上部传感器发射端信号被阻挡,控制程序启动,电机以重力加速度反转,击锤下落,如此循环往复;控制面板上的次数记录仪记录击实次数;
(i)在击实65次后,限位板5上的压敏传感器产生信号,控制系统启动,击实系统关闭,击实土样完成;
(j)将制样模具从支架中取出,将环刀从制样模具中取出,直径61.8mm高度20mm击实土样制作完成。
对制作完成环刀样切成四份,测得其干密度分别为1.71g/cm3、1.69 g/cm3、1.69g/cm3、1.70 g/cm3。
应用例3
使用实施例3的击实土样试验装置,制备土样:
某粉质粘土样,事先测得最大干密度1.78g/cm3,在室内配置含水率16.1%散土样,通过自动击实土样实验装置,获得干密度1.70g/cm3的环刀样。
程序控制流程如下:
(a)环刀采用直径61.8mm高度20mm的标准环刀,根据目标含水率、目标干密度,计算并秤取所需散土质量59.2g;
(b)将环刀刃口朝下放入制样模具1下部分,使其与制样模具1下部分充分接触,然后将制样模具1上部分套入环刀外,制样模具1组装完成;
(c)将所秤取散土倒入制样模具1与环刀所形成的空间内,散土虚铺高度56mm;
(d)将导杆及击锤提起一定高度;
(e)同时将制样模具1及其中的环刀与散土平移至支架2底座凹槽内,将制样模具定位凸起与凹槽底部定位孔对准后,准确放入支架2底座上;
(f)目标锤击高度设定为50cm,调整上部传感器发射端与接收端在支架2架体上的位置,使其距离击实底板上表面高度为50cm;
(g)打开控制电源,此时下部传感器发射端信号被击锤阻挡,下部传感器接收端未接收信号,此时,控制程序开始启动电机,击锤被提升;
(h)提升至50cm处后,上部传感器发射端信号被阻挡,控制程序启动,电机以重力加速度反转,击锤下落,如此循环往复;
(i)在击实18次后,限位板5上的压敏传感器产生信号,控制系统启动,击实系统关闭,击实土样完成;
(j)将制样模具从支架中取出,将环刀从制样模具中取出,直径61.8mm高度20mm击实土样制作完成。
对制作完成环刀样切成四份,测得其干密度分别为1.70 g/cm3、1.69 g/cm3、1.71g/cm3、1.70 g/cm3。
应用例4
使用实施例4的击实土样试验装置,制备土样:
某粘土样,事先测得最大干密度1.76g/cm3,在室内配置含水率14.6%散土样,通过自动击实土样实验装置,获得干密度1.69g/cm3的环刀样。
程序控制流程如下:
(a)环刀采用直径61.8mm高度20mm的标准环刀。根据目标含水率、目标干密度,计算并秤取所需散土质量58.1g;
(b)将环刀刃口朝下放入制样模具1下部分,使其与制样模具1下部分充分接触,然后将制样模具1上部分套入环刀外,制样模具1组装完成;
(c)将所秤取散土倒入制样模具1与环刀所形成的空间内,散土虚铺高度52mm;
(d)将导杆及击锤提起一定高度;
(e)同时将制样模具1及其中的环刀与散土平移至支架2底座凹槽内,将制样模具定位凸起与凹槽底部定位孔对准后,准确放入支架2底座上;
(f)目标锤击高度设定为40cm,调整上部传感器发射端与接收端在支架2架体上的位置,使其距离击实底板上表面高度为40cm;
(g)打开控制电源,此时下部传感器发射端信号被击锤阻挡,下部传感器接收端未接收信号,此时,控制程序开始启动电机,击锤被提升;
(h)提升至40cm处后,上部传感器发射端信号被阻挡,控制程序启动,电机以重力加速度反转,击锤下落,如此循环往复;
(i)在击实32次后,限位板5上的压敏传感器产生信号,控制系统启动,击实系统关闭,击实土样完成;
(j)将制样模具从支架中取出,将环刀从制样模具中取出,直径61.8mm高度20mm击实土样制作完成。
对制作完成环刀样切成四份,测得其干密度分别为1.68 g/cm3、1.69 g/cm3、1.69g/cm3、1.70 g/cm3。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。