CN207689397U - 一种加长型三轴制样和饱和装置 - Google Patents

一种加长型三轴制样和饱和装置 Download PDF

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杨钢
杨庆
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李鹏
李云
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Abstract

本实用新型属于岩土力学三轴试验试样制备技术领域,涉及一种加长型三轴制样和饱和装置及使用方法。该装置包括对开主圆模和固定架;对开主圆模包括对开模、试样顶面保护圆环、可拆式土样分离对开模、土样切分器和土样增高器;固定架包括上固定盖、下固定盖和饱和盖。本实用新型实现了在一个土样上同时进行SEM试验和力学性质测试,其通过土样增高器来获取额外的土样进行SEM试验;通过可拆式土样分离对开模和土样切分器来进行两部分土样的分离;通过试样顶面保护圆环保证下部土样表面平整性,满足各方面试验要求。

Description

一种加长型三轴制样和饱和装置
技术领域
本实用新型属于岩土力学三轴试验试样制备技术领域,特别涉及一种加长型三轴制样和饱和装置。
背景技术
当前扫描电镜SEM已经广泛应用于土体微观结构的分析,但是传统制样方法制备的试样是直接应用于三轴试验中的。对于SEM试验,所用土样很小,并且一般徒手掰开,因此剩余土样是无法再进行三轴试验的,造成较大浪费,此外,在试样均一性较差时,也将导致试样的微观结构与宏观力学性质无法有效对比,因此在同一试样上实现SEM试样和三轴试验是非常必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:为解决上述现有技术中的技术问题,提供一种经济、可靠的三轴制样和饱和装置,其能够同时满足SEM和三轴试验的需要,减少浪费、增加数据可靠性。
本实用新型采用的技术方案:
一种加长型三轴制样和饱和装置,包括对开主圆模和固定架;
所述的对开主圆模,为对称结构,包括对开模1、试样顶面保护圆环6、可拆式土样分离对开模9、土样切分器13和土样增高器17;
所述的对开模1是半圆柱体,两个对开模1组合成对开主圆模的主体空腔结构;对开模1的顶部设有搭接平台a5,搭接平台a5上对称设有两个定位凸台3;对开模1的顶部的外侧壁上,开有定位螺栓孔a2;对开模1中部的外侧壁设有固定槽4,卡箍通过固定槽4将两个对开模1固定在一起;
所述的试样顶面保护圆环6下部的内侧壁上对称开有定位凹槽a7和定位凹槽b8,与对开模1上的定位凸台3相配合,卡固在对开模1顶部;
所述的可拆式土样分离对开模9是中空半圆柱体,两个可拆式土样分离对开模9组合成空腔结构;可拆式土样分离对开模9内侧壁设有半环形的搭接平台b12,可拆式土样分离对开模9外侧壁上对称开有定位螺栓孔b10和定位螺栓孔c11,分别位于搭接平台b12的顶部和底部;定位螺栓孔b10与土样增高器17上的定位螺栓孔e20相对应,定位螺栓孔c11与对开模1上的定位螺栓孔a2相对应;
所述的土样切分器13是中空半圆柱体,两个土样切分器13组合成空腔结构;土样切分器13的内侧壁设有半环形的搭接平台c15,搭接平台c15的内侧壁上设有土样切割片16;土样切分器13的外侧壁上开有定位螺栓孔d14;
所述的土样增高器17是圆柱体,内部为空腔结构,顶部对称开有固定螺栓孔a18和固定螺栓孔b19,根据需要,通过螺栓将金属圆片33固定在土样增高器17上;所述的土样增高器17上对称开有定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21;
所述的对开模1竖直放置,试样顶面保护圆环6安装在对开模1的顶端,定位凹槽a7和定位凹槽b8卡在定位凸台3上;所述的可拆式土样分离对开模9套装于土样增高器17、试样顶面保护圆环6和部分对开模1外,搭接平台b12位于试样顶面保护圆环6与土样增高器17之间;可拆式土样分离对开模9的上端面与土样增高器17的上端面平齐;通过螺栓与定位螺栓孔c11、定位螺栓孔a2,将可拆式土样分离对开模9与对开模1固定连接;所述的土样增高器17安装在可拆式土样分离对开模9的空腔内,位于搭接平台b12上,通过螺栓与定位螺栓孔b10、定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21,将土样增高器17与可拆式土样分离对开模9固定连接;
所述的固定架包括上固定盖22、下固定盖25和饱和盖30;所述的上固定盖22是阶梯式圆环,对称开有通孔a23和通孔b24;所述的下固定盖25是阶梯式圆环,对称开有固定螺栓孔c26和固定螺栓孔d27;螺栓a28和螺栓b29分别固定于固定螺栓孔c26和固定螺栓孔d27中,并分别通过通孔a23和通孔b24,使上固定盖22和下固定盖25连接成一体;所述的饱和盖30是阶梯式圆环,对称开有通孔c31和通孔d32;所述的上固定盖22的阶梯内侧壁与可拆式土样分离对开模9、土样增高器17配合;所述的下固定盖25的内侧壁与对开模1的底端相配合。
所述的试样顶面保护圆环6,外径51.1mm,高6mm;第一阶直径39.1mm,高3mm,第二阶直径45.1mm,高3mm;所述的定位凹槽a7和定位凹槽b8,宽2mm,高3mm。
所述的可拆式土样分离对开模9,内径51.1mm,高30mm;所述的搭接平台b12为圆环状薄片,内径39.1mm,外径51.1mm,高2mm。
所述的土样切分器13,两个组合成空腔结构,空腔内径51.1mm,高17mm;所述的搭接平台c15,为圆环状薄片,内径39.1mm,外径51.1mm,高1mm;所述的土样切割片16,为圆环状薄片,内径31.1mm,外径39.1,高1mm,边缘处开刃。
一种加长型三轴制样和饱和装置的使用方法,在制样时,先将两个对开模1通过在固定槽4处安装卡箍将其固定;螺栓a28和螺栓b29分别固定于固定螺栓孔c26和固定螺栓孔d27中;在下固定盖25内依次放入透水石34和滤纸,将固定好的对开模1放入下固定盖25中;将试样顶面保护圆环6通过定位凹槽a7和定位凹槽b8与定位凸台3结合,使试样顶面保护圆环6与对开模1固定连接;将可拆式土样分离对开模9放置在试样顶面保护圆环6上,通过螺栓以及定位螺栓孔c11和定位螺栓孔a2,使可拆式土样分离对开模9与对开模1相连接;将土样增高器17安装在可拆式土样分离对开模9内部,通过螺栓、定位螺栓孔b10、定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21,将土样增高器17与可拆式土样分离对开模9相连接;放置上固定盖22,螺栓a28和螺栓b29分别通过通孔a23和通孔b24,并通过螺母紧固,使上固定盖22与可拆式土样分离对开模9、土样增高器17顶端配合;
按规范方法制样,用饱和盖30替换上固定盖22,并在土样上部依次放置滤纸和透水石34;
真空饱和土样,将饱和盖30取下,通过螺栓、固定螺栓孔a18和固定螺栓孔b19,将金属圆片33固定在土样增高器17上;将可拆式土样分离对开模9拆下,通过螺栓、定位螺栓孔d14、定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21,将土样切分器13与土样增高器17相连接,保证土样切割片16完全切入土样中;握住土样切分器13,将土样增高器17所包裹的土样与整个土样分离,保持原状备用,这部分土样进行SEM试验;将试样顶面保护圆环6取下,沿对开模1上表面,将土样表面刮平,备用,这部分土样进行三轴相关力学试验。
本实用新型的有益效果是:本实用新型解决了一个土样无法同时进行SEM试验和力学性质测试的问题。其通过土样增高器来获取额外的土样进行SEM试验;通过可拆式土样分离对开模和土样切分器来进行两部分土样的分离,保证分离后土样不受大的扰动;通过试样顶面保护圆环保证下部土样表面平整性,满足各方面试验要求。
附图说明
图1为本实用新型一种加长型三轴制样和饱和装置的主视图。
图2为本实用新型对开模的主视图。
图3为本实用新型对开模的俯视图。
图4为本实用新型试样顶面保护圆环的俯视图。
图5为本实用新型可拆式土样分离对开模的主视图。
图6为本实用新型可拆式土样分离对开模的俯视图。
图7为本实用新型土样切分器的主视图。
图8为本实用新型土样切分器的俯视图。
图9为本实用新型土样增高器的主视图。
图10为本实用新型土样增高器的俯视图。
图11为本实用新型固定架的主视图。
图12为本实用新型饱和盖的主视图。
图中:1对开模;2定位螺栓孔a;3定位凸台;4固定槽;5搭接平台a;
6试样顶面保护圆环;7定位凹槽a;8定位凹槽b;
9可拆式土样分离对开模;10定位螺栓孔b;11定位螺栓孔c;
12搭接平台b;13土样切分器;14定位螺栓孔d;15搭接平台c;
16土样切割片;17土样增高器;18固定螺栓孔a;19固定螺栓孔b;
20定位螺栓孔e;21定位螺栓孔f;22上固定盖;23通孔a;24通孔b;
25下固定盖;26固定螺栓孔c;27固定螺栓孔d;28螺栓a;29螺栓b;
30饱和盖;31通孔c;32通孔d;33金属圆片;34透水石。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案对本实用新型进行详细说明。
参照图1-12,本实用新型一种加长型三轴制样和饱和装置,包括对开主圆模、固定架;
所述的对开主圆模,为对称结构,包括对开模1、试样顶面保护圆环6、可拆式土样分离对开模9、土样切分器13和土样增高器17;
所述的对开主圆模,为对称结构,包括对开模1、试样顶面保护圆环6、可拆式土样分离对开模9、土样切分器13和土样增高器17;
所述的对开模1是半圆柱体,两个对开模1组合成对开主圆模的主体空腔结构;对开模1的顶部设有搭接平台a5,搭接平台a5上对称设有两个定位凸台3;对开模1的顶部的外侧壁上,开有定位螺栓孔a2;对开模1中部的外侧壁设有固定槽4,卡箍通过固定槽4将两个对开模1固定在一起;
所述的试样顶面保护圆环6下部的内侧壁上对称开有定位凹槽a7和定位凹槽b8,与对开模1上的定位凸台3相配合,卡固在对开模1顶部;
所述的可拆式土样分离对开模9是中空半圆柱体,两个可拆式土样分离对开模9组合成空腔结构;可拆式土样分离对开模9内侧壁设有半环形的搭接平台b12,可拆式土样分离对开模9外侧壁上对称开有定位螺栓孔b10和定位螺栓孔c11,分别位于搭接平台b12的顶部和底部;定位螺栓孔b10与土样增高器17上的定位螺栓孔e20相对应,定位螺栓孔c11与对开模1上的定位螺栓孔a2相对应;
所述的土样切分器13是中空半圆柱体,两个土样切分器13组合成空腔结构;土样切分器13的内侧壁设有半环形的搭接平台c15,搭接平台c15的内侧壁上设有土样切割片16;土样切分器13的外侧壁上开有定位螺栓孔d14;
所述的土样增高器17是圆柱体,内部为空腔结构,顶部对称开有固定螺栓孔a18和固定螺栓孔b19,根据需要,通过螺栓将金属圆片33固定在土样增高器17上;所述的土样增高器17上对称开有定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21;
所述的对开模1竖直放置,试样顶面保护圆环6安装在对开模1的顶端,定位凹槽a7和定位凹槽b8卡在定位凸台3上;所述的可拆式土样分离对开模9套装于土样增高器17、试样顶面保护圆环6和部分对开模1外,搭接平台b12位于试样顶面保护圆环6与土样增高器17之间;可拆式土样分离对开模9的上端面与土样增高器17的上端面平齐;通过螺栓与定位螺栓孔c11、定位螺栓孔a2,将可拆式土样分离对开模9与对开模1固定连接;所述的土样增高器17安装在可拆式土样分离对开模9的空腔内,位于搭接平台b12上,通过螺栓与定位螺栓孔b10、定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21,将土样增高器17与可拆式土样分离对开模9固定连接;
所述的固定架包括上固定盖22、下固定盖25和饱和盖30;所述的上固定盖22是阶梯式圆环,对称开有通孔a23和通孔b24;所述的下固定盖25是阶梯式圆环,对称开有固定螺栓孔c26和固定螺栓孔d27;螺栓a28和螺栓b29分别固定于固定螺栓孔c26和固定螺栓孔d27中,并分别通过通孔a23和通孔b24,使上固定盖22和下固定盖25连接成一体;所述的饱和盖30是阶梯式圆环,对称开有通孔c31和通孔d32;所述的上固定盖22的阶梯内侧壁与可拆式土样分离对开模9、土样增高器17配合;所述的下固定盖25的内侧壁与对开模1的底端相配合。
一种加长型三轴制样和饱和装置的使用方法,在制样时,先将两个对开模1通过在固定槽4处安装卡箍将其固定;螺栓a28和螺栓b29分别固定于固定螺栓孔c26和固定螺栓孔d27中;在下固定盖25内依次放入透水石34和滤纸,将固定好的对开模1放入下固定盖25中;将试样顶面保护圆环6通过定位凹槽a7和定位凹槽b8与定位凸台3结合,使试样顶面保护圆环6与对开模1固定连接;将可拆式土样分离对开模9放置在试样顶面保护圆环6上,通过螺栓以及定位螺栓孔c11和定位螺栓孔a2,使可拆式土样分离对开模9与对开模1相连接;将土样增高器17安装在可拆式土样分离对开模9内部,通过螺栓、定位螺栓孔b10、定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21,将土样增高器17与可拆式土样分离对开模9相连接;放置上固定盖22,螺栓a28和螺栓b29分别通过通孔a23和通孔b24,并通过螺母紧固,使上固定盖22与可拆式土样分离对开模9、土样增高器17顶端配合;
按规范方法制样,用饱和盖30替换上固定盖22,并在土样上部依次放置滤纸和透水石34;
真空饱和土样,将饱和盖30取下,通过螺栓、固定螺栓孔a18和固定螺栓孔b19,将金属圆片33固定在土样增高器17上;将可拆式土样分离对开模9拆下,通过螺栓、定位螺栓孔d14、定位螺栓孔e20和定位螺栓孔f21,将土样切分器13与土样增高器17相连接,保证土样切割片16完全切入土样中;握住土样切分器13,将土样增高器17所包裹的土样与整个土样分离,保持原状备用,这部分土样进行SEM试验;将试样顶面保护圆环6取下,沿对开模1上表面,将土样表面刮平,备用,这部分土样进行三轴相关力学试验。
以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的进一步详细说明,不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型的构思的前提下,还可以做出简单的推演及替换,都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种加长型三轴制样和饱和装置,其特征在于,包括对开主圆模和固定架;
所述的对开主圆模,为对称结构,包括对开模(1)、试样顶面保护圆环(6)、可拆式土样分离对开模(9)、土样切分器(13)和土样增高器(17);
所述的对开模(1)是半圆柱体,两个对开模(1)组合成对开主圆模的主体空腔结构;对开模(1)的顶部设有搭接平台a(5),搭接平台a(5)上对称设有两个定位凸台(3);对开模(1)的顶部的外侧壁上,开有定位螺栓孔a(2);对开模(1)中部的外侧壁设有固定槽(4),卡箍通过固定槽(4)将两个对开模(1)固定在一起;
所述的试样顶面保护圆环(6)下部的内侧壁上对称开有定位凹槽a(7)和定位凹槽b(8),与对开模(1)上的定位凸台(3)相配合,卡固在对开模(1)顶部;
所述的可拆式土样分离对开模(9)是中空半圆柱体,两个可拆式土样分离对开模(9)组合成空腔结构;可拆式土样分离对开模(9)内侧壁设有半环形的搭接平台b(12),可拆式土样分离对开模(9)外侧壁上对称开有定位螺栓孔b(10)和定位螺栓孔c(11),分别位于搭接平台b(12)的顶部和底部;定位螺栓孔b(10)与土样增高器(17)上的定位螺栓孔e(20)相对应,定位螺栓孔c(11)与对开模(1)上的定位螺栓孔a(2)相对应;
所述的土样切分器(13)是中空半圆柱体,两个土样切分器(13)组合成空腔结构;土样切分器(13)的内侧壁设有半环形的搭接平台c(15),搭接平台c(15)的内侧壁上安装有土样切割片(16);土样切分器(13)的外侧壁上开有定位螺栓孔d(14);
所述的土样增高器(17)是圆柱体,内部为空腔结构,顶部对称开有固定螺栓孔a(18)和固定螺栓孔b(19),根据需要,通过螺栓将金属圆片(33)固定在土样增高器(17)上;所述的土样增高器(17)上对称开有定位螺栓孔e(20)和定位螺栓孔f(21);
所述的对开模(1)竖直放置,试样顶面保护圆环(6)安装在对开模(1)的顶端,定位凹槽a(7)和定位凹槽b(8)卡在定位凸台(3)上;所述的可拆式土样分离对开模(9)套装于土样增高器(17)、试样顶面保护圆环(6)和部分对开模(1)外,搭接平台b(12)位于试样顶面保护圆环(6)与土样增高器(17)之间;可拆式土样分离对开模(9)的上端面与土样增高器(17)的上端面平齐;通过螺栓与定位螺栓孔c(11)、定位螺栓孔a(2),将可拆式土样分离对开模(9)与对开模(1)固定连接;所述的土样增高器(17)安装在可拆式土样分离对开模(9)的空腔内,位于搭接平台b(12)上,通过螺栓与定位螺栓孔b(10)、定位螺栓孔e(20)和定位螺栓孔f(21),将土样增高器(17)与可拆式土样分离对开模(9)固定连接;
所述的固定架包括上固定盖(22)、下固定盖(25)和饱和盖(30);所述的上固定盖(22)是阶梯式圆环,对称开有通孔a(23)和通孔b(24);所述的下固定盖(25)是阶梯式圆环,对称开有固定螺栓孔c(26)和固定螺栓孔d(27);螺栓a(28)和螺栓b(29)分别固定于固定螺栓孔c(26)和固定螺栓孔d(27)中,并分别通过通孔a(23)和通孔b(24),使上固定盖(22)和下固定盖(25)连接成一体;所述的饱和盖(30)是阶梯式圆环,对称开有通孔c(31)和通孔d(32);所述的上固定盖(22)的阶梯内侧壁与可拆式土样分离对开模(9)、土样增高器(17)配合;所述的下固定盖(25)的内侧壁与对开模(1)的底端相配合。
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