CN214844546U - 一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统，属于岩土工程技术领域，包括；下剪切盒；上剪切盒，设置在下剪切盒的正上方；中间剪切盒，设置在下剪切盒与上剪切盒之间，中间剪切盒分别与下剪切盒、上剪切盒转动连接；多个凸起，均匀设置在下剪切盒的内底面、上剪切盒的内顶面以及中间剪切盒的内壁上；本实用新型通过下剪切盒、中间剪切盒、上剪切盒组成一定高度的剪切盒组件，不仅能够对一定厚度的土样进行剪切实验，还能够形成多个剪切面，更加符合实际工程中出现的剪切带的情形，提高实验的准确性；本实用新型的实验系统操作简单，维护方便，实用性强，值得推广。

Description

一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统

技术领域

本实用新型属于岩土工程技术领域，具体涉及一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统。

背景技术

目前研究土体在大剪切位移条件下的力学特性，对于边坡稳定性分析、地质灾害发生的力学机理研究及其边坡渐进式破坏过程研究等具有重要的理论价值和实践指导意义。如密砂、超固结土等表现出应变软化特性，即在应力-应变关系曲线中表现为土的抗剪强度随着剪切位移的增加而历经峰值抗剪强度、完全软化抗剪强度、残余抗剪强度等强度衰减过程。土体大位移后残余强度实验作为土应变软化过程最终阶段的残余强度模拟，在边坡长期稳定性评价和分析滑带土工程性质等研究中具有重要作用。

土的残余强度受多种因素影响和控制，与黏土颗粒定向排列、矿物成分、土中液体成分、黏土的种类和黏土颗粒的含量有直接关系，并具有与环境变化相对应的动态特性。自20世纪七十年代以来，各国学者利用直剪仪、平面应变仪和三轴试验仪等试验设备针对土的峰后残余强度变化规律进行了大量的试验研究。但是，鉴于这些试验仪器在试验能力和方法上的局限性，并不能很好地反映土在实际大剪切位移下诸如颗粒定向排列、粒子破碎以及变形局部化发展等情况，于是有学者利用环剪仪对土峰后强度衰减规律和残余强度的确定等开展了研究。环剪试样是环状的，剪切沿着圆周方向进行旋转，剪切面的总面积不变，较为适合测量大应变后土的残余强度或终极强度。

关于环剪仪的研制国内外学者开展了大量研究，但是由于其实验原理所限，主要存在以下问题：

第一，目前的环剪仪多为应变控制式，即等速转动试样产生位移并测定相应的剪应力，不能更准确地反映实际滑坡、地质灾害等由于受到一个恒定的作用力而发生的失稳；

第二，现有的环剪实验其试样只能沿着上下剪切盒的单一接触面发生破坏，无法实现对一定厚度的剪切带进行剪切试验。

因此，现急需一种土体大位移后残余强度实验系统及方法。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供了一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统，以便解决现有技术中的不足。

本实用新型的技术方案是：

一种土体剪切盒，包括；

下剪切盒；

上剪切盒，设置在下剪切盒的正上方；

中间剪切盒，设置在下剪切盒与上剪切盒之间，所述中间剪切盒分别与下剪切盒、上剪切盒转动连接；

多个凸起，均匀设置在下剪切盒的内底面、上剪切盒的内顶面以及中间剪切盒的内壁上。

优选的，所述中间剪切盒包括两个对称设置的半圆管，两个半圆管通过紧定件固定连接，下剪切盒与上剪切盒靠近半圆管的一端边沿分别开设有环形滑槽，半圆管的两端边沿分别均匀开设有多个凹槽，凹槽上嵌设有滚珠，下剪切盒与上剪切盒通过滚珠与半圆管配合连接。

优选的，所述凸起是尖刺，下剪切盒与上剪切盒上的尖刺呈螺旋放射状排列。

具有土体剪切盒的实验系统，还包括：

实验台，土体剪切盒设置在实验台上；

动力组件，设置在实验台上，用于实现驱动剪切盒转动使待试验的土样发生剪切破坏；

垂直载荷组件，设置在土体剪切盒的正上方，用于实现对待试验的土样施加垂直方向的作用力；

剪应力组件，设置在土体剪切盒的一侧，用于实现对待试验的土样施加水平方向的剪应力；

控制器，设置在实验台的一侧，所述控制器分别与动力组件、垂直载荷组件、剪应力组件电连接。

优选的，所述动力组件包括剪切齿轮，剪切齿轮位于下剪切盒正下方且与实验台通过轴承转动连接，下剪切盒的底部均匀开设有四个卡槽，剪切齿轮的顶部均匀设有四个凸块，凸块与卡槽配合连接，实验台上固设有电机，其输出轴上设有传动齿轮，传动齿轮与剪切齿轮啮合连接，传动齿轮与剪切齿轮的外侧还设有防护罩，防护罩与实验台固定连接，电机与控制器电连接。

优选的，所述垂直载荷组件包括设置在实验台底部的电动气缸，电动气缸位于剪切齿轮的正下方且与实验台固定连接，实验台位于电动气缸的两侧分别对称开设有两个通孔，通孔上穿设有支柱且与其滑动连接，电动气缸的正下方设有传力梁，传力梁的两端分别与支柱垂直固定连接，电动气缸的输出端与传力梁固定连接，支柱远离传力梁的一端设有横梁，横梁的两端分别与支柱固定连接，横梁上穿设有连接杆且与支柱平行，连接杆的一端与横梁通过调节螺母固定连接，另一端与上剪切盒的顶部连接，连接杆上还设有力矩传感器，电动气缸、力矩传感器分别与控制器电连接。

优选的，所述剪应力组件包括设置在实验台底部的滑轮组，滑轮组上设有牵引绳，滑轮组的正下方设有砝码放置板，砝码放置板的两侧分别垂直穿设有两个导向杆且与其滑动连接，导向杆的上端与实验台固定连接，牵引绳的一端穿设有多个砝码且与砝码放置板连接，实验台上还固设有支撑座且位于滑轮组的正上方，支撑座远离实验台的一端设有导向轮，牵引绳的另一端穿过导向轮缠绕在两个半圆管组成的中间剪切盒上，导向轮与中间剪切盒之间牵引绳的正下方设有位移传感器，导向轮与滑轮组之间的牵引绳上设有拉力传感器，位移传感器、拉力传感器分别与控制器电连接。

优选的，所述半圆管的外侧分别开设有环形沉槽，牵引绳缠绕在环形沉槽上且与一侧的半圆管固定连接。

优选的，还包括制样单元，所述制样单元包括底座，底座的正上方设有顶板，底座与顶板之间分别均匀设有三个支撑杆，支撑杆的两端分别与底座、顶板垂直固定连接，其中两个支撑杆的外侧分别对称设有两个定位板，定位板两端的底座与顶板上分别对称开设有两个滑槽，定位板嵌入滑槽的内部分别与底座、顶板滑动连接，顶板位于滑槽的正上方设有多个定位螺钉，定位螺钉穿过顶板与定位板固定连接，底座上还设有圆形土样支撑座，圆形土样支撑座通过轴承与底座转动连接，圆形土样支撑座的正上方设有圆形固定土转盘且与其同轴，顶板上还穿设有滑杆且通过线性轴承与其活动连接，滑杆靠近底座的一端与圆形固定土转盘的顶部中心固定连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统，能实现原状土体和重塑土体的应变、应力控制式圆周方向剪切试验的集成化，试验过程中荷载分布均匀，能够实现对施加轴向剪切荷载、剪切速度的精确控制，从而实现应力控制式圆周向剪切试验与应变控制式圆周向剪切试验，具有较高的稳定性和可靠性；通过下剪切盒、中间剪切盒、上剪切盒组成一定高度的剪切盒组件，不仅能够对一定厚度的土样进行剪切实验，还能够形成多个剪切面，更加符合实际工程中出现的剪切带的情形，提高实验的准确性；通过剪切盒组件内部的铁刺能够避免土样发生相对转动，保证实验的稳定性；另外将作用力传递至试验土样的内部，进一步提高实验的准确性；通过滑槽与滚珠配合使用，能够减小不同剪切层之间的摩擦力；通过动力组件施加稳定的剪切力、剪应力组件能够施加稳定的剪应力以及垂直载荷组件能够对土样施加稳定的垂向载荷，三者配合使用能够实现等速转动试样产生位移测定相应的剪应力，又能对对试样施加恒定的剪切力测定其相应的剪切位移，提高实验的方便性；通过力矩传感器、位移传感器以及拉力传感器能够对垂向载荷、剪应力进行实时检测，灵活调整试验数据，提高实验系统的方便性；本实用新型的实验系统操作简单，维护方便，实用性强，值得推广。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是下剪切盒的立体图；

图3是中间剪切盒的立体图；

图4是上剪切盒的立体图；

图5是剪切齿轮的立体图；

图6是制样单元的正视结构示意图；

图7是制样单元的俯视结构示意图；

图8是控制器的结构示意图。

附图标记说明：

1--下剪切盒，2-上剪切盒，3-中间剪切盒，4-凸起，5-实验台，6-控制器，21-半圆管，22环形滑槽，23-凹槽，24-滚珠，51-剪切齿轮，52-卡槽，53-凸块，54-电机，55-传动齿轮，56-防护罩，61-电动气缸，62-通孔，63-支柱，64-传力梁，65-横梁，66-连接杆，67-力矩传感器，71-滑轮组，72-牵引绳，73-砝码放置板，74-导向杆，75-砝码，76-支撑座，77-导向轮，78-位移传感器，79-拉力传感器，81-环形沉槽，91-底座，92-顶板，93-支撑杆，94-定位板，95-滑槽，96-定位螺钉，97-圆形土样支撑座，98-圆形固定土转盘，99-滑杆。

具体实施方式

本实用新型提供了一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统，下面结合图1到图8的结构示意图，对本实用新型进行说明。

实施例1

如图1、8所示，一种土体剪切盒，包括；下剪切盒1，上剪切盒2，中间剪切盒3，多个凸起4；上剪切盒2，设置在下剪切盒1的正上方；中间剪切盒3，设置在下剪切盒1与上剪切盒2之间，所述中间剪切盒3分别与下剪切盒1、上剪切盒2转动连接；多个凸起4，均匀设置在下剪切盒1的内底面、上剪切盒2的内顶面以及中间剪切盒3的内壁上。上中下剪切盒组成的多个剪切面能够对不定厚度的土样进行剪切试验，保证实验的方便性；并且凸起能够将待试验的土样进行固定，将剪切力均匀传递至待试验的土样中。

具有土体剪切盒的实验系统，还包括：实验台5，动力组件，垂直载荷组件，剪应力组件，控制器6；土体剪切盒设置在实验台5上；动力组件，设置在实验台5上，用于实现驱动剪切盒转动使待试验的土样发生剪切破坏；垂直载荷组件，设置在土体剪切盒的正上方，用于实现对待试验的土样施加垂直方向的作用力；剪应力组件，设置在土体剪切盒的一侧，用于实现对待试验的土样施加水平方向的剪应力；剪应力组件能够施加稳定的剪应力与垂直载荷组件施加稳定的垂向载荷以及与动力组件施加的剪切力配合，能够实现等速转动试样产生位移测定相应的剪应力，又能对对试样施加恒定的剪切力测定其相应的剪切位移，提高实验的方便性；控制器6，设置在实验台5的一侧，所述控制器6分别与动力组件、垂直载荷组件、剪应力组件电连接。

实施例2

具有土体剪切盒的实验系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、将从现场取回的原状土样或按一定密度压制好的重塑土样置于圆形土样支撑座97上，向下移动滑杆99使用圆形固定土转盘98将土样压紧并卡牢，按实验设计的土样尺寸调节定位板94的位置并使用定位螺钉96固定后，用削土刀沿着两侧定位板94组成的切割线进行削土至所需尺寸后停止，将削好的土样从制样单元上取下，切去土样两端多余的尺寸，获得待试验的土样；

S2、将待试验的土样放入下剪切盒1中并压实；

S3、再将中间剪切盒3的两个半圆管21分别夹持在待试验的土样上且与下剪切盒1配合连接；

S4、再将上剪切盒2套在待试验的土样上且与中间剪切盒3配合连接；

S5、通过控制器6开启电动气缸61，电动气缸61的输出端通过支柱63对待试验的土样施加垂向载荷；

S6、当进行应变控制式剪切试验时，通过控制器6开启电机54，剪切齿轮51带动下剪切盒1转动，实现试样在垂直荷载下沿圆周方向发生剪切破坏，再将中间剪切盒3的两个半圆管21拆除，观察剪切实验结果；

S7、当进行应力控制式剪切试验时，将砝码75串在牵引绳72上且与砝码放置板73连接固定，实现待试验的土样在垂直荷载与剪应力下沿圆周向发生剪切破坏，再将中间剪切盒3的两个半圆管21拆除，观察实验结果；

S8、实验完毕后将实验装置上的土样碎屑清除干净，待下次实验使用。

实施例3

为了进一步提高剪切盒与待试验土样的剪力传递准确性，通过设置滚珠与环形滑槽降低摩擦；通过尖刺能够对土样进行固定，避免其与剪切盒发生相对滑动，进一步提高实验准确型性。

优选的，所述中间剪切盒3包括两个对称设置的半圆管21，两个半圆管21通过紧定件固定连接，下剪切盒1与上剪切盒2靠近半圆管21的一端边沿分别开设有环形滑槽22，半圆管21的两端边沿分别均匀开设有多个凹槽23，凹槽23上嵌设有滚珠24，下剪切盒1与上剪切盒2通过滚珠24与半圆管21配合连接。

优选的，所述凸起21是尖刺，下剪切盒1与上剪切盒2上的尖刺呈螺旋放射状排列。

实施例4

为了进一步提高实验稳定性以及准确性，通过设置齿轮进行剪切力传递，避免，避免发生失稳，影响实验数据；通过铁刺提高土样的稳定性，使作用力均匀分布在土样上。

如图2、3、4、5所示，优选的，所述动力组件包括剪切齿轮51，剪切齿轮51位于下剪切盒1正下方且与实验台5通过轴承转动连接，下剪切盒1的底部均匀开设有四个卡槽52，剪切齿轮51的顶部均匀设有四个凸块53，凸块53与卡槽52配合连接，实验台5上固设有电机54，其输出轴上设有传动齿轮55，传动齿轮55与剪切齿轮51啮合连接，传动齿轮55与剪切齿轮51的外侧还设有防护罩56，防护罩56与实验台5固定连接，电机54与控制器6电连接。

实施例5

为了提高实验的准确性，通过设置电动气缸对土样施加垂直作用力，保证土样实验过程与实际工程的情况相同。

优选的，所述垂直载荷组件包括设置在实验台5底部的电动气缸61，电动气缸61位于剪切齿轮51的正下方且与实验台5固定连接，实验台5位于电动气缸61的两侧分别对称开设有两个通孔62，通孔62上穿设有支柱63且与其滑动连接，电动气缸61的正下方设有传力梁64，传力梁64的两端分别与支柱63垂直固定连接，电动气缸61的输出端与传力梁64固定连接，支柱63远离传力梁64的一端设有横梁65，横梁65的两端分别与支柱63固定连接，横梁65上穿设有连接杆66且与支柱63平行，连接杆66的一端与横梁65通过调节螺母固定连接，另一端与上剪切盒2的顶部连接，连接杆66上还设有力矩传感器67，电动气缸61、力矩传感器67分别与控制器6电连接。

实施例6

为了进一步提高实验系统的方便性，通过设置剪应力组件对土样施加剪应力，通过砝码以及滑轮组配合使用，灵活调整剪应力的大小，并且保证剪应力的稳定性。

优选的，所述剪应力组件包括设置在实验台5底部的滑轮组71，滑轮组71上设有牵引绳72，滑轮组71的正下方设有砝码放置板73，砝码放置板73的两侧分别垂直穿设有两个导向杆74且与其滑动连接，导向杆74的上端与实验台5固定连接，牵引绳72的一端穿设有多个砝码75且与砝码放置板73连接，实验台5上还固设有支撑座76且位于滑轮组71的正上方，支撑座76远离实验台5的一端设有导向轮77，牵引绳72的另一端穿过导向轮77缠绕在两个半圆管21组成的中间剪切盒3上，导向轮77与中间剪切盒3之间牵引绳72的正下方设有位移传感器78，导向轮77与滑轮组71之间的牵引绳72上设有拉力传感器79，位移传感器78、拉力传感器79分别与控制器6电连接。

优选的，所述半圆管21的外侧分别开设有环形沉槽81，牵引绳72缠绕在环形沉槽81上且与一侧的半圆管21固定连接。

实施例7

为了进一步提高实验系统的多样性，通过设置的制样单元不仅能够制作重塑土样，而且对原状土进行制样，并且能够精确制作不同规格，进一步提高实验的方便性；

如图6、7所示，优选的，一种土体大位移后残余强度实验系统，还包括制样单元，所述制样单元包括底座91，底座91的正上方设有顶板92，底座91与顶板92之间分别均匀设有三个支撑杆93，支撑杆93的两端分别与底座91、顶板92垂直固定连接，其中两个支撑杆93的外侧分别对称设有两个定位板94，定位板94两端的底座91与顶板92上分别对称开设有两个滑槽95，定位板94嵌入滑槽95的内部分别与底座91、顶板92滑动连接，顶板92位于滑槽95的正上方设有多个定位螺钉96，定位螺钉96穿过顶板92与定位板94固定连接，底座91上还设有圆形土样支撑座97，圆形土样支撑座97通过轴承与底座91转动连接，圆形土样支撑座97的正上方设有圆形固定土转盘98且与其同轴，顶板92上还穿设有滑杆99且通过线性轴承与其活动连接，滑杆99靠近底座91的一端与圆形固定土转盘98的顶部中心固定连接。

本实用新型提供的一种土体剪切盒以及具有该剪切盒的实验系统，能实现原状土体和重塑土体的应变、应力控制式圆周方向剪切试验的集成化，试验过程中荷载分布均匀，能够实现对施加轴向剪切荷载、剪切速度的精确控制，从而实现应力控制式圆周向剪切试验与应变控制式圆周向剪切试验，具有较高的稳定性和可靠性；通过下剪切盒、中间剪切盒、上剪切盒组成一定高度的剪切盒组件，不仅能够对一定厚度的土样进行剪切实验，还能够形成多个剪切面，更加符合实际工程中出现的剪切带的情形，提高实验的准确性；通过剪切盒组件内部的铁刺能够避免土样发生相对转动，保证实验的稳定性；另外将作用力传递至试验土样的内部，进一步提高实验的准确性；通过滑槽与滚珠配合使用，能够减小不同剪切层之间的摩擦力；通过动力组件施加稳定的剪切力、剪应力组件能够施加稳定的剪应力以及垂直载荷组件能够对土样施加稳定的垂向载荷，三者配合使用能够实现等速转动试样产生位移测定相应的剪应力，又能对对试样施加恒定的剪切力测定其相应的剪切位移，提高实验的方便性；通过力矩传感器、位移传感器以及拉力传感器能够对垂向载荷、剪应力进行实时检测，灵活调整试验数据，提高实验系统的方便性；本实用新型的实验系统操作简单，维护方便，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本实用新型的较佳的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种土体剪切盒，其特征在于，包括；

下剪切盒(1)；

上剪切盒(2)，设置在下剪切盒(1)的正上方；

中间剪切盒(3)，设置在下剪切盒(1)与上剪切盒(2)之间，所述中间剪切盒(3)分别与下剪切盒(1)、上剪切盒(2)转动连接；

多个凸起(4)，均匀设置在下剪切盒(1)的内底面、上剪切盒(2)的内顶面以及中间剪切盒(3)的内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种土体剪切盒，其特征在于，所述中间剪切盒(3)包括两个对称设置的半圆管(21)，两个半圆管(21)通过紧定件固定连接，下剪切盒(1)与上剪切盒(2)靠近半圆管(21)的一端边沿分别开设有环形滑槽(22)，半圆管(21)的两端边沿分别均匀开设有多个凹槽(23)，凹槽(23)上嵌设有滚珠(24)，下剪切盒(1)与上剪切盒(2)通过滚珠(24)与半圆管(21)配合连接。

3.根据权利要求1所述的一种土体剪切盒，其特征在于，所述凸起(21)是尖刺，下剪切盒(1)与上剪切盒(2)上的尖刺呈螺旋放射状排列。

4.具有权利要求1-3任一一项所述的土体剪切盒的实验系统，其特征在于，还包括：

实验台(5)，土体剪切盒设置在实验台(5)上；

动力组件，设置在实验台(5)上，用于实现驱动剪切盒转动使待试验的土样发生剪切破坏；

垂直载荷组件，设置在土体剪切盒的正上方，用于实现对待试验的土样施加垂直方向的作用力；

剪应力组件，设置在土体剪切盒的一侧，用于实现对待试验的土样施加水平方向的剪应力；

控制器(6)，设置在实验台(5)的一侧，所述控制器(6)分别与动力组件、垂直载荷组件、剪应力组件电连接。

5.根据权利要求4所述的具有土体剪切盒的实验系统，其特征在于，所述动力组件包括剪切齿轮(51)，剪切齿轮(51)位于下剪切盒(1)正下方且与实验台(5)通过轴承转动连接，下剪切盒(1)的底部均匀开设有四个卡槽(52)，剪切齿轮(51)的顶部均匀设有四个凸块(53)，凸块(53)与卡槽(52)配合连接，实验台(5)上固设有电机(54)，其输出轴上设有传动齿轮(55)，传动齿轮(55)与剪切齿轮(51)啮合连接，传动齿轮(55)与剪切齿轮(51)的外侧还设有防护罩(56)，防护罩(56)与实验台(5)固定连接，电机(54)与控制器(6)电连接。

6.根据权利要求5所述的具有土体剪切盒的实验系统，其特征在于，所述垂直载荷组件包括设置在实验台(5)底部的电动气缸(61)，电动气缸(61)位于剪切齿轮(51)的正下方且与实验台(5)固定连接，实验台(5)位于电动气缸(61)的两侧分别对称开设有两个通孔(62)，通孔(62)上穿设有支柱(63)且与其滑动连接，电动气缸(61)的正下方设有传力梁(64)，传力梁(64)的两端分别与支柱(63)垂直固定连接，电动气缸(61)的输出端与传力梁(64)固定连接，支柱(63)远离传力梁(64)的一端设有横梁(65)，横梁(65)的两端分别与支柱(63)固定连接，横梁(65)上穿设有连接杆(66)且与支柱(63)平行，连接杆(66)的一端与横梁(65)通过调节螺母固定连接，另一端与上剪切盒(2)的顶部连接，连接杆(66)上还设有力矩传感器(67)，电动气缸(61)、力矩传感器(67)分别与控制器(6)电连接。

7.根据权利要求4所述的具有土体剪切盒的实验系统，其特征在于，所述剪应力组件包括设置在实验台(5)底部的滑轮组(71)，滑轮组(71)上设有牵引绳(72)，滑轮组(71)的正下方设有砝码放置板(73)，砝码放置板(73)的两侧分别垂直穿设有两个导向杆(74)且与其滑动连接，导向杆(74)的上端与实验台(5)固定连接，牵引绳(72)的一端穿设有多个砝码(75)且与砝码放置板(73)连接，实验台(5)上还固设有支撑座(76)且位于滑轮组(71)的正上方，支撑座(76)远离实验台(5)的一端设有导向轮(77)，牵引绳(72)的另一端穿过导向轮(77)缠绕在两个半圆管(21)组成的中间剪切盒(3)上，导向轮(77)与中间剪切盒(3)之间牵引绳(72)的正下方设有位移传感器(78)，导向轮(77)与滑轮组(71)之间的牵引绳(72)上设有拉力传感器(79)，位移传感器(78)、拉力传感器(79)分别与控制器(6)电连接。

8.根据权利要求7所述的具有土体剪切盒的实验系统，其特征在于，所述半圆管(21)的外侧分别开设有环形沉槽(81)，牵引绳(72)缠绕在环形沉槽(81)上且与一侧的半圆管(21)固定连接。

9.根据权利要求4所述的具有土体剪切盒的实验系统，其特征在于，还包括制样单元，所述制样单元包括底座(91)，底座(91)的正上方设有顶板(92)，底座(91)与顶板(92)之间分别均匀设有三个支撑杆(93)，支撑杆(93)的两端分别与底座(91)、顶板(92)垂直固定连接，其中两个支撑杆(93)的外侧分别对称设有两个定位板(94)，定位板(94)两端的底座(91)与顶板(92)上分别对称开设有两个滑槽(95)，定位板(94)嵌入滑槽(95)的内部分别与底座(91)、顶板(92)滑动连接，顶板(92)位于滑槽(95)的正上方设有多个定位螺钉(96)，定位螺钉(96)穿过顶板(92)与定位板(94)固定连接，底座(91)上还设有圆形土样支撑座(97)，圆形土样支撑座(97)通过轴承与底座(91)转动连接，圆形土样支撑座(97)的正上方设有圆形固定土转盘(98)且与其同轴，顶板(92)上还穿设有滑杆(99)且通过线性轴承与其活动连接，滑杆(99)靠近底座(91)的一端与圆形固定土转盘(98)的顶部中心固定连接。

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