CN212301042U - 用于制备重塑土样的多功能制样装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于制备重塑土样的多功能制样装置，涉及制样领域。该用于制备重塑土样的多功能制样装置包括压力机和至少一个剪切模具；压力机包括底座、与底座连接的支撑杆、可沿支撑杆移动的施压机箱、竖直布置且滑动穿过施压机箱的滑块及用于驱动滑块沿竖直方向移动的驱动组件；剪切模具包括底盘、模具筒、外套筒和加压盖，底盘的顶部凸起形成环形的限位部，外套筒的底部外壁与限位部的内壁滑动配合，模具筒的外壁与外套筒的内壁滑动配合，加压盖的底部凸起形成与外套筒顶部内壁滑动配合的挤压部，加压盖的顶部与滑块可拆卸连接。本申请提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置能够快速高效的制备重塑土样，且能够有效保证试样的均匀性。
Description
技术领域
本申请涉及制样领域，具体而言，涉及一种用于制备重塑土样的多功能制样装置。
背景技术
抗剪强度是土的主要力学参数之一，是相关设计计算的重要指标。目前，直接获取土抗剪强度参数的方法主要有现场原位试验、原状样室内试验和重塑样室内试验等。现场原位试验结果可靠性高，但成本高、操作难度大，不易推广；原状样室内试验采样难度大、包装运输麻烦，且取样、运输、制样过程中不可避免地扰动土样；因此，将土样运回室内制作成重塑样后进行剪切试验，在实际工程中应用最广。
按照试验原理的不同，常见的剪切试验有直接剪切(简称“直剪”)试验、三轴剪切试验、环剪试验等。目前现有的直剪试验、三轴剪切试验、环剪试验所用试样大都将土样放置于模具、随后手持金属工具进行击实，最后直接脱模或用刀具进行切割后脱模制备得到，这种方法主要存在如下问题：一是因分层击实产生的层面，使得试样不连续；二是制样过程中，击实功的大小难以精准控制，可能导致土样密度不均匀；三是因分层击实的制样工序相对复杂，操作时间较长，导致土样水分挥发，难以控制好试样的实际含水量；四是操作步骤较繁琐，耗时较长，且钻取过程中易出现试样损坏。
因此，需要一种能够一次性成型制备得到剪切试验用土样的装置。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种用于制备重塑土样的多功能制样装置，其能够一次成型制备得到剪切试验重塑土样，且能够有效保证试样的均匀性。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种用于制备重塑土样的多功能制样装置，其包括压力机和至少一个剪切模具；压力机包括底座、与底座连接的支撑杆、可沿支撑杆移动的施压机箱、竖直布置且滑动穿过施压机箱的滑块及用于驱动滑块沿竖直方向移动的驱动组件；剪切模具包括底盘、模具筒、外套筒和加压盖，底盘的顶部凸起形成环形的限位部，外套筒的底部外壁与限位部的内壁滑动配合，模具筒的外壁与外套筒的内壁滑动配合，加压盖的底部凸起形成与外套筒顶部内壁滑动配合的挤压部，加压盖的顶部与滑块可拆卸连接。
在一些可选的实施方案中，驱动组件包括可旋转的与施压机箱连接的齿轮转轴、与齿轮转轴连接的手柄及设于滑块上的齿条，齿轮转轴和齿条啮合。
在一些可选的实施方案中，施压机箱连接有立杆，立杆的一端位于滑块上方且连接有复位弹簧，复位弹簧的另一端与滑块连接。
在一些可选的实施方案中，施压机箱连接有第一锁止销，第一锁止销被配置成可沿轴向移动以抵压或停止抵压支撑杆。
在一些可选的实施方案中，滑块的底部设有凹槽，加压盖的顶部设有与凹槽卡接的卡块，卡块的侧壁设有卡槽，滑块连接有第二锁止销，第二锁止销被配置成可沿轴向移动以卡接或脱离卡槽。
在一些可选的实施方案中，支撑杆设有沿其长度方向延伸的刻度尺。
在一些可选的实施方案中，至少一个剪切模具中，模具筒的底部向内收缩形成环刀部。
在一些可选的实施方案中，外套筒的底部向外扩张形成环形的台阶面，模具筒的顶部抵压台阶面。
在一些可选的实施方案中，至少一个剪切模具中，模具筒的底部连接有密封板，密封板的中部向上凸起形成圆柱形的凸出部，挤压部的底壁设有与凸出部配合的定位槽。
本申请的有益效果是：本实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置包括压力机和至少一个剪切模具；压力机包括底座、与底座连接的支撑杆、可沿支撑杆移动的施压机箱、竖直布置且滑动穿过施压机箱的滑块及用于驱动滑块沿竖直方向移动的驱动组件；剪切模具包括底盘、模具筒、外套筒和加压盖，底盘的顶部凸起形成环形的限位部，外套筒的底部外壁与限位部的内壁滑动配合，模具筒的外壁与外套筒的内壁滑动配合，加压盖的底部凸起形成与外套筒顶部内壁滑动配合的挤压部，加压盖的顶部与滑块可拆卸连接。本申请提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置能够一次成型制备直剪、三轴、环剪重塑土样，且能够有效保证试样的均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中压力机的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中滑块和齿轮转轴的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中三轴剪切模具的分解结构示意图；
图5为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中三轴剪切模具的剖视图；
图6为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中直剪模具的分解结构示意图；
图7为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中直剪模具的剖视图；
图8为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中环剪模具的分解结构示意图；
图9为本申请实施例提供的用于制备重塑土样的多功能制样装置中环剪模具的剖视图。
图中：100、压力机；110、底座；111、第三锁止销；120、支撑杆；130、施压机箱；140、滑块；141、凹槽；150、齿轮转轴；160、手柄；170、齿条；180、立杆；190、复位弹簧；200、剪切模具；210、底盘；211、限位部；212、定位孔；220、模具筒；221、环刀部；222、密封板；223、凸出部；230、外套筒；231、台阶面；240、加压盖；241、挤压部；242、卡块；243、卡槽；244、定位槽；300、第一锁止销；310、第二锁止销；320、刻度尺。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的用于制备重塑土样的多功能制样装置及制样方法的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1所示，本申请实施例提供一种用于制备重塑土样的多功能制样装置，其包括压力机100和三个剪切模具200；如图2和图3所示，压力机100包括底座110、支撑杆120、施压机箱130、滑块140及驱动组件；其中，支撑杆120与底座110垂直布置且连接于底座110的顶部，施压机箱130滑动套设于支撑杆120上，滑块140垂直于底座110且滑动贯穿施压机箱130；驱动组件用于驱动滑块140沿支撑杆120轴向移动，驱动组件包括可旋转的与施压机箱130连接的齿轮转轴150、与齿轮转轴150连接的手柄160及设于滑块140上的齿条170，齿轮转轴150和齿条170啮合；施压机箱130连接有立杆180，立杆180的一端位于滑块140上方且连接有复位弹簧190，复位弹簧190的另一端与滑块140连接；施压机箱130通过螺纹连接有第一锁止销300，第一锁止销300旋转时沿轴向移动以抵压或停止抵压支撑杆120；支撑杆120设有沿其长度方向延伸的刻度尺320。
三个剪切模具200分别为三轴剪切模具、直剪磨具和环剪磨具；其中，如图4和图5所示，三轴剪切模具包括底盘210、模具筒220、外套筒230和加压盖240，底盘210的顶部凸起形成环形的限位部211，外套筒230的底部外壁与限位部211的内壁滑动配合，模具筒220的外壁与外套筒230的内壁滑动配合，外套筒230的底部向外扩张形成环形的台阶面231，模具筒220的顶部抵压台阶面231，加压盖240的底部凸起形成与外套筒230顶部内壁滑动配合的挤压部241，加压盖240的顶部与滑块140可拆卸连接，滑块140的底部设有凹槽141，加压盖240的顶部设有与凹槽141卡接的卡块242，卡块242的侧壁设有卡槽243，滑块140通过螺纹连接有第二锁止销310，第二锁止销310旋转时沿轴向移动以卡接或脱离卡槽243；剪切模具200的底盘210上开设有两个定位孔212，底座110通过螺纹连接有与两个定位孔212一一对应配合的第三锁止销111。
如图6和图7所示，与三轴剪切模具相比，直剪磨具的区别在于模具筒220的底部向内收缩形成环刀部221。
如图8和图9所示，与三轴剪切模具相比，环剪磨具的区别在于模具筒220的底部连接有密封板222，密封板222的中部向上凸起形成圆柱形的凸出部223，挤压部241的底壁设有与凸出部223配合的定位槽244。
本申请实施例还提供了一种用于制备重塑土样的制样方法，其是使用上述用于制备重塑土样的多功能制样装置进行的，具体包括以下步骤：将加压盖240顶部设有的卡块242与滑块140底部的凹槽141卡接，旋转第二锁止销310使其沿轴向移动并进入卡块242侧壁开设的卡槽243，利用第二锁止销310将滑块140和加压盖240锁止固定，接着将底盘210放置于加压盖240下方，旋转两个第三锁止销111分别穿过底盘210上的两个定位孔212后与底座110通过螺纹连接，将模具筒220放置于底盘210的限位部211内，将外套筒230的底部滑动插设于限位部211和模具筒220之间，将处理后的土样放入模具筒220内，随后旋转第一锁止销300使其沿轴向移动停止抵压支撑杆120，沿支撑杆120移动施压机箱130，使加压盖240底部的挤压部241插设于外套筒230内，即可利用压力机100推动加压盖240对模具筒220内的土样进行挤压制样，使用者旋转手柄160驱动齿轮转轴150旋转，齿轮转轴150旋转时带动啮合的齿条170及滑块140沿直线方向移动，滑块140拉升复位弹簧190后移动带动加压盖240对剪切模具200内的土体挤压进行制样，随后松开手柄160，复位弹簧190的弹性张力带动滑块140反向移动复位，通过滑块140带动加压盖240升起，倒置底盘210、外套筒230和模具筒220，轻轻敲击使土样脱模即完成作业，更换不同的模具重复上述过程，就可以快速高效的分别进行三轴剪切土样、直剪土样和环剪土样的制备。
其中，支撑杆120设有沿其长度方向延伸的刻度尺320，刻度尺320能够便于使用者控制施压机箱130沿支撑杆120移动至预设位置，方便使用者进行制样作业；外套筒230的底部向外扩张形成环形的台阶面231，模具筒220的顶部抵压台阶面231，通过台阶面231能够使外套筒230内壁模具筒220之间紧密配合挤压土样，避免制备得到的土样外壁形成台阶面影响土样质量。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (9)
1.一种用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，其包括压力机和至少一个剪切模具；所述压力机包括底座、与所述底座连接的支撑杆、可沿所述支撑杆移动的施压机箱、竖直布置且滑动穿过所述施压机箱的滑块及用于驱动所述滑块沿竖直方向移动的驱动组件；所述剪切模具包括底盘、模具筒、外套筒和加压盖，所述底盘的顶部凸起形成环形的限位部，所述外套筒的底部外壁与所述限位部的内壁滑动配合，所述模具筒的外壁与所述外套筒的内壁滑动配合，所述加压盖的底部凸起形成与所述外套筒顶部内壁滑动配合的挤压部，所述加压盖的顶部与所述滑块可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，所述驱动组件包括可旋转的与所述施压机箱连接的齿轮转轴、与所述齿轮转轴连接的手柄及设于所述滑块上的齿条，所述齿轮转轴和所述齿条啮合。
3.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，所述施压机箱连接有立杆，所述立杆的一端位于所述滑块上方且连接有复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与所述滑块连接。
4.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，所述施压机箱连接有第一锁止销，所述第一锁止销被配置成可沿轴向移动以抵压或停止抵压所述支撑杆。
5.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，所述滑块的底部设有凹槽，所述加压盖的顶部设有与所述凹槽卡接的卡块，卡块的侧壁设有卡槽，所述滑块连接有第二锁止销，所述第二锁止销被配置成可沿轴向移动以卡接或脱离所述卡槽。
6.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，所述支撑杆设有沿其长度方向延伸的刻度尺。
7.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，至少一个所述剪切模具中，所述模具筒的底部向内收缩形成环刀部。
8.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，所述外套筒的底部向外扩张形成环形的台阶面，所述模具筒的顶部抵压所述台阶面。
9.根据权利要求1所述的用于制备重塑土样的多功能制样装置，其特征在于，至少一个所述剪切模具中，所述模具筒的底部连接有密封板，所述密封板的中部向上凸起形成圆柱形的凸出部，所述挤压部的底壁设有与所述凸出部配合的定位槽。
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