CN209979337U - 一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，包括底座、设置在底座上的试样模具、支撑在底座上且用于固定试样模具的压紧机构、以及与试样模具配合的顶出杆；试样模具包括支撑底模和支设在支撑底模上的侧模，支撑底模和侧模共同围成供试样成型的圆柱腔体；底座的底部开有脱模孔，脱模孔的横截面积不小于顶出杆的横截面积。本实用新型通过在底座上设置试样模具、支撑在底座上且用于固定试样模具的压紧机构和与所述试样模具配合的顶出杆，将制样与脱模功能集于一体，提高了制样效率；在底座的底部开设脱模孔，将成型的试样从试样模具中顶出，防止在脱模过程中试样模具对试样造成损坏或扰动，使脱模后的试样较为完整，提高制样成功率。

Description

一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具

技术领域

本实用新型属于土木工程力学三轴试验技术领域，尤其是涉及一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具。

背景技术

三轴压缩试验是指有侧限压缩和剪力试验，通过使用三轴剪力仪对三轴试样不断加大轴向附加压力，直至试样被剪破按莫尔强度理论计算剪破面上的法向应力与极限剪切应力。直接剪切试验简称“直剪试验”，是用直剪仪对土样做剪切试验，从而测定土抗剪强度指标的一种试验方法。与直剪试验比较，三轴试验结果较直剪试验更贴近实际工程，可以用于测试强度参数粘聚力和内摩擦角，进行土体孔隙水压力的消散试验、静止侧压系数试验、动力特性试验和渗透试验等，所以在岩土工程研究中被大规模应用。但在三轴试样制样过程中，经常需要使用三瓣模，但完成制样后，还需要脱模，在脱模过程中，由于瓣模的拆卸，土体很容易受到损坏或扰动，进而影响测试结果。因此，本领域技术人员亟需一种不必拆卸瓣模的三轴制样模具，即将制样与脱模功能集成于一体的三轴压缩试验试样的成型模具。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，通过在底座上设置试样模具、支撑在底座上且用于固定试样模具的压紧机构和与所述试样模具配合的顶出杆，将制样与脱模功能集成于一体，提高了制样效率；在底座的底部开设脱模孔，将成型的试样从试样模具中顶出，防止在脱模过程中试样模具对试样造成损坏或扰动，使脱模后的试样较为完整，提高制样成功率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：包括底座、设置在所述底座上的试样模具、支撑在所述底座上且用于固定所述试样模具的压紧机构、以及与所述试样模具配合的顶出杆；

所述试样模具包括支撑底模和支设在所述支撑底模上的侧模，所述支撑底模和所述侧模共同围成供试样成型的圆柱腔体；

所述底座的底部开有脱模孔，所述脱模孔的横截面积不小于所述顶出杆的横截面积，所述脱模孔的顶部开设有底模卡装槽，所述底模卡装槽的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等且所述底模卡装槽的横截面积大于所述脱模孔的横截面积，所述底模卡装槽的高度与所述支撑底模的厚度相等，所述底模卡装槽的顶部开设有侧模插装槽，所述侧模插装槽的横截面积大于所述底模卡装槽的横截面积且所述侧模插装槽的横截面积不小于所述试样模具的横截面积；

所述压紧机构包括设置在所述侧模正上方的盖板和支撑所述盖板的支撑杆，所述盖板的底部开设有与所述侧模顶部配合的侧模卡装槽，所述侧模卡装槽的横截面积等于所述侧模插装槽的横截面积，所述侧模卡装槽的顶部开设有放样孔，所述放样孔的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等。

上述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述侧模由三个结构尺寸均相同的瓣模组成，所述瓣模为由小径段和固定在所述小径段上方的大径段组成的圆弧形模板，三个所述圆弧形模板共同组成圆柱形侧模，所述侧模的外侧设置有卡箍。

上述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述盖板为圆形板，所述底座为圆形底座。

上述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述底座的顶部开设有多个下安装孔，所述下安装孔沿着所述底座的圆周方向均匀布设，所述盖板上开设有多个与所述下安装孔配合的上安装孔，所述上安装孔为通孔，所述上安装孔沿着所述盖板的圆周方向均匀布设。

上述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述支撑杆的一端伸入至所述下安装孔内，所述支撑杆的另一端穿过所述上安装孔通过固定螺母与所述盖板固定连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在底座上设置试样模具、支撑在底座上且用于固定试样模具的压紧机构和与所述试样模具配合的顶出杆，将制样与脱模功能集成于一体，提高了制样效率。

2、本实用新型通过在底座的底部开设脱模孔，将成型的试样从试样模具中顶出，防止在脱模过程中试样模具对试样造成损坏或扰动，使脱模后的试样较为完整，提高制样成功率。

3、本实用新型通过支撑在底座上且用于固定试样模具的压紧机构，对侧模的顶部进行压紧，压紧机构包括设置在侧模正上方的盖板和支撑盖板的支撑杆，利用支撑杆对盖板进行支撑，防止盖板自身重力对制样造成扰动，可靠稳定，使用效果好；侧模的顶部卡装在盖板的侧模卡装槽内，对侧模起到固定作用，避免在制样过程中土样将侧模顶开，拆卸安装方便，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型通过在底座上设置试样模具、支撑在底座上且用于固定试样模具的压紧机构和与所述试样模具配合的顶出杆，将制样与脱模功能集成于一体，提高了制样效率；在底座的底部开设脱模孔，将成型的试样从试样模具中顶出，防止在脱模过程中试样模具对试样造成损坏或扰动，使脱模后的试样较为完整，提高制样成功率。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型底座的结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本实用新型盖板的结构示意图。

图5为图4的B-B剖视图。

附图标记说明:

1—底座； 1-1—脱模孔； 1-2—底模卡装槽；

1-3—侧模插装槽； 1-4—下安装孔； 2—支撑底模；

3—盖板； 3-1—侧模卡装槽； 3-2—放样孔；

3-3—上安装孔； 4—支撑杆； 5—瓣模；

6—卡箍； 7—固定螺母； 8—顶出杆。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型包括底座1、设置在所述底座1上的试样模具、支撑在所述底座1上且用于固定所述试样模具的压紧机构、以及与所述试样模具配合的顶出杆8；

所述试样模具包括支撑底模2和支设在所述支撑底模2上的侧模，所述支撑底模2和所述侧模共同围成供试样成型的圆柱腔体；

所述底座1的底部开有脱模孔1-1，所述脱模孔1-1的横截面积不小于所述顶出杆8的横截面积，所述脱模孔1-1的顶部开设有底模卡装槽1-2，所述底模卡装槽1-2的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等且所述底模卡装槽1-2的横截面积大于所述脱模孔1-1的横截面积，所述底模卡装槽1-2的高度与所述支撑底模2的厚度相等，所述底模卡装槽1-2的顶部开设有侧模插装槽1-3，所述侧模插装槽1-3的横截面积大于所述底模卡装槽1-2的横截面积且所述侧模插装槽1-3的横截面积不小于所述试样模具的横截面积；

所述压紧机构包括设置在所述侧模正上方的盖板3和支撑所述盖板3的支撑杆4，所述盖板3的底部开设有与所述侧模顶部配合的侧模卡装槽3-1，所述侧模卡装槽3-1的横截面积等于所述侧模插装槽1-3的横截面积，所述侧模卡装槽3-1的顶部开设有放样孔3-2，所述放样孔3-2的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等。

实际使用时，通过在所述底座1上设置试样模具，在所述试样模具上设置压紧机构和与所述试样模具配合的顶出杆，将制样与脱模功能集成于一体，提高了制样效率。在底座1的底部开设脱模孔1-1，将成型的试样从试样模具中顶出，防止在脱模过程中试样模具对试样造成损坏或扰动，使脱模后的试样较为完整，提高制样成功率。支撑在所述底座1上且用于固定所述试样模具的压紧机构，对所述侧模的顶部进行压紧，利用支撑杆4对盖板3进行支撑，防止盖板3自身重力对制样造成扰动，所述侧模的顶部卡装在所述盖板3的侧模卡装槽3-1内，对所述侧模起到固定作用，避免在制样过程中土样将所述侧模顶开。

如图3所示，所述脱模孔1-1、底模卡装槽1-2和侧模插装槽1-3在所述底座1上组成阶梯状的通孔，所述脱模孔1-1的横截面积不小于所述顶出杆8的横截面积，方便顶出杆8插入脱模孔1-1内对制好的试样进行顶出；所述底模卡装槽1-2的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等且所述底模卡装槽1-2的横截面积大于所述脱模孔1-1的横截面积，在所述顶出杆8顶出制好的试样时，可保证所述侧模对制好的试样不产生影响，保证试样制作的准确性；所述底模卡装槽1-2的高度与所述支撑底模2的厚度相等，便于所述支撑底模2的卡装；另外，由于所述圆柱腔体的横截面积与所述底模卡装槽1-2的横截面积相等，再加上所述侧模的厚度，所述侧模插装槽1-3的横截面积需大于所述底模卡装槽1-2的横截面积，但同时能对所述试样模具起到卡装的作用，所述侧模插装槽1-3的横截面积需不小于所述试样模具的横截面积。如图5所示，所述侧模卡装槽3-1和放样孔3-2在所述盖板3上组成阶梯状的通孔，所述放样孔3-2的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等，是为了从放样孔3-2向所述圆柱腔体内倒入土体时，使所述侧模的顶部不会残留土体，对制作的试样造成影响。

实际使用时，将支撑底模2放置在所述底模卡装槽1-2中，再将所述侧模的底部卡装在所述侧模插装槽1-3中；支撑杆4插入所述底座1上，将所述盖板3从支撑杆4的顶端插入，使盖板3上的侧模卡装槽3-1卡装在所述侧模顶部，确定好位置后使用固定螺母7将所述盖板3固定，完成本实用新型的组装。将土样从放样孔3-2中倒入所述试样模具中，利用工具进行分层压实，当试样在所述试样模具中压实后，利用顶出杆8将支撑底模2沿着所述侧模的轴向方向向上顶，直至将试样顶出所述试样模具。在顶出试样的过程中，要避免支撑底模2发生倾斜。

本实施例中，所述侧模由三个结构尺寸均相同的瓣模5组成，所述瓣模5为由小径段和固定在所述小径段上方的大径段组成的圆弧形模板，三个所述圆弧形模板共同组成圆柱形侧模，所述侧模的外侧设置有卡箍6。

实际使用时，利用所述侧模的大径段对所述卡箍6起到固定作用，防止卡箍6沿着所述侧模的轴线方向脱落，三个所述瓣模5之间卡装连接。其中，卡装在所述侧模卡装槽3-1内的所述大径段的端部设置有倒角，卡装在所述所述侧模插装槽1-3中的所述小径段的端部也设置有倒角，是为了方便所述侧模的卡装。

本实施例中，所述盖板3为圆形板，所述底座1为圆形底座。

本实施例中，所述底座1的顶部开设有多个下安装孔1-4，所述下安装孔1-4沿着所述底座1的圆周方向均匀布设，所述盖板3上开设有多个与所述下安装孔1-4配合的上安装孔3-3，所述上安装孔3-3为通孔，所述上安装孔3-3沿着所述盖板3的圆周方向均匀布设。

如图2和图4所示，所述下安装孔1-4和上安装孔3-3的数量均为四个，安装在上下对应的下安装孔1-4和上安装孔3-3中的支撑杆4的数量也为四个，实际使用时，所述底座1和所述盖板3的直径相等，可将所述支撑杆4沿着所述底座1和所述盖板3的圆周方向均匀布设。

本实施例中，所述支撑杆4的一端伸入至所述下安装孔1-4内，所述支撑杆4的另一端穿过所述上安装孔3-3通过固定螺母7与所述盖板3固定连接。

本实用新型使用时，将土样从放样孔3-2中倒入所述试样模具中，利用工具进行分层压实，当试样在所述试样模具中压实后，利用顶出杆8将支撑底模2沿着所述侧模的轴向方向向上顶，直至将试样顶出所述试样模具。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：包括底座(1)、设置在所述底座(1)上的试样模具、支撑在所述底座(1)上且用于固定所述试样模具的压紧机构、以及与所述试样模具配合的顶出杆(8)；

所述试样模具包括支撑底模(2)和支设在所述支撑底模(2)上的侧模，所述支撑底模(2)和所述侧模共同围成供试样成型的圆柱腔体；

所述底座(1)的底部开有脱模孔(1-1)，所述脱模孔(1-1)的横截面积不小于所述顶出杆(8)的横截面积，所述脱模孔(1-1)的顶部开设有底模卡装槽(1-2)，所述底模卡装槽(1-2)的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等且所述底模卡装槽(1-2)的横截面积大于所述脱模孔(1-1)的横截面积，所述底模卡装槽(1-2)的高度与所述支撑底模(2)的厚度相等，所述底模卡装槽(1-2)的顶部开设有侧模插装槽(1-3)，所述侧模插装槽(1-3)的横截面积大于所述底模卡装槽(1-2)的横截面积且所述侧模插装槽(1-3)的横截面积不小于所述试样模具的横截面积；

所述压紧机构包括设置在所述侧模正上方的盖板(3)和支撑所述盖板(3)的支撑杆(4)，所述盖板(3)的底部开设有与所述侧模顶部配合的侧模卡装槽(3-1)，所述侧模卡装槽(3-1)的横截面积等于所述侧模插装槽(1-3)的横截面积，所述侧模卡装槽(3-1)的顶部开设有放样孔(3-2)，所述放样孔(3-2)的横截面积与所述圆柱腔体的横截面积相等。

2.按照权利要求1所述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述侧模由三个结构尺寸均相同的瓣模(5)组成，所述瓣模(5)为由小径段和固定在所述小径段上方的大径段组成的圆弧形模板，三个所述圆弧形模板共同组成圆柱形侧模，所述侧模的外侧设置有卡箍(6)。

3.按照权利要求1所述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述盖板(3)为圆形板，所述底座(1)为圆形底座。

4.按照权利要求3所述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述底座(1)的顶部开设有多个下安装孔(1-4)，所述下安装孔(1-4)沿着所述底座(1)的圆周方向均匀布设，所述盖板(3)上开设有多个与所述下安装孔(1-4)配合的上安装孔(3-3)，所述上安装孔(3-3)为通孔，所述上安装孔(3-3)沿着所述盖板(3)的圆周方向均匀布设。

5.按照权利要求4所述的一种用于制备三轴压缩试验试样的成型模具，其特征在于：所述支撑杆(4)的一端伸入至所述下安装孔(1-4)内，所述支撑杆(4)的另一端穿过所述上安装孔(3-3)通过固定螺母(7)与所述盖板(3)固定连接。

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