CN216144614U - 用于模拟路基土压实质量的模型试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，属于工程试验技术领域，包括用于容纳路基试样的筒体、支架和用于压实路基试样的压实组件，压实组件设置于支架上，筒体设置于压实组件的振动座下方；筒体包括内筒和外筒，内筒设置于外筒的内部，内筒及外筒均为分体式结构；内筒的直径大于PFWD、土壤刚度模量测试仪的测量端直径1倍以上。本实用新型采用分体式结构的筒体来盛装路基试样，方便拆卸取出路基试样，提高试验效率；利用支架上的压实组件对筒体内的路基试样进行分层压实，可降低操作人员的劳动强度，提高工作效率；同时，内筒尺寸大于PFWD、土壤刚度模量测试仪的测量端尺寸，能够减弱筒体对路基试样的约束作用，提高压实度检测的精确度。

Description

用于模拟路基土压实质量的模型试验装置

技术领域

本实用新型属于工程试验技术领域，尤其涉及一种用于模拟路基土压实质量的模型试验装置。

背景技术

压实度又称夯实度，指的是土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，是道路工程施工质量检测的关键指标之一，只有对路基、路面结构层进行充分压实，且每一压实层均应检验压实度，压实度越高，密实度越大，材料整体性能越好，才能保证路基路面的强度、刚度、稳定性以及平整度，从而延长路基路面的使用寿命。

但是对于现有的压实度试验检测装置来说，其往往结构复杂，且操作麻烦，检测效率不高，同时还不能够根据不同的测试需求而灵活地改变试验条件，这些都大大影响了试验检测装置的使用性能和适用范围。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，结构简单、操作灵活方便，提高了试验效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，包括用于容纳路基试样的筒体、支架和用于压实路基试样的压实组件，所述压实组件设置于支架上，所述筒体设置于压实组件的振动座下方；所述筒体包括内筒和外筒，所述内筒设置于外筒的内部，所述内筒及外筒均为分体式结构；所述内筒的尺寸大于PFWD、土壤刚度模量测试仪的测量端尺寸。

优选的，所述路基试样的内部分层嵌装多个与数据采集仪相连的压力盒和应变片；所述筒体的底部还设有底座，所述内筒及外筒均为上下敞口的管体，所述内筒的内壁上设有刻度；所述内筒的底部嵌装有底板，所述底板的外壁与内筒的内壁配合，所述底板设置于底座上。

优选的，所述内筒由两个以上的弧形板组装而成，所述内筒的弧形板交界处通过卡接结构相连；所述外筒由两个半圆弧形板组装而成，且所述内筒的组装界面与外筒的组装界面交错设置，所述外筒通过连接组件与底座相连。

优选的，所述外筒的弧形板一端交界处通过合页铰接，所述外筒的弧形板另一自由端交界处通过连接组件与底座相连。

优选的，所述连接组件包括连接翼和连接轴，所述外筒的两个弧形板自由端的外壁上分别垂直设有连接翼，所述外筒的底部外壁上水平设有连接翼；所述连接翼的中部设有与连接轴配合的连接孔，所述连接轴的一端设有限位环、另一端设有外螺纹，所述外筒的两个弧形板通过连接轴贯穿连接翼与紧固螺母配合，所述外筒的底部连接轴贯穿连接翼与底座上的安装孔螺纹连接。

优选的，所述卡接结构包括凸檐和与之配合的卡槽，所述内筒的弧形板两侧端面上分别设置凸檐和卡槽，多个弧形板的凸檐与卡槽依次卡接。

优选的，所述卡接结构包括凸榫和榫槽，所述凸榫及生产分别设置于内筒的弧形板的两个侧面上，多个弧形板的凸榫和榫槽依次卡接相连。

优选的，所述压力盒为无线压力盒，所述应变片为无线应变片，所述压力盒及应变片均与外部的数据采集仪无线连接。

优选的，所述支架包括立柱及横梁，所述立柱为两个、且分别设置于横梁的两端；所述压实组件包括伸缩臂和微型振动器，所述伸缩臂的上端与横梁相连、下端与微型振动器相连，所述微型振动器的振动座外形尺寸不大于内筒的内壁尺寸。

优选的，所述立柱的底部设有移动支腿，所述移动支腿包括门型架及其底部的万向轮，所述万向轮带有制动片。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型采用分体式结构的筒体来盛装路基试样，方便拆卸取出路基试样，提高试验效率；利用支架上的压实组件对筒体内的路基试样进行分层压实，相对人工夯实能够降低操作人员的劳动强度，确保路基试样每层压实均匀一致，进一步提高试验效率；同时，内筒尺寸大于PFWD、土壤刚度模量测试仪的测量端尺寸，能够减弱筒体对路基试样的约束作用，提高压实度检测的精确度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种用于模拟路基土压实质量的模型试验装置的结构示意图；

图2是图1中筒体的俯视图；

图3是图1中移动支腿的侧视图；

图4是本实用新型另一实施例中内筒的俯视图；

图5是图4中单个弧形板的结构示意图；

图6是图2中组成内筒的单个弧形板的结构示意图；

图中：00-路基试样，1-筒体，101-内筒，102-外筒；2-支架，21-立柱，22-横梁，23-移动支腿，24-万向轮；3-压实组件，30-振动座，31-伸缩臂，32-微型振动器；4-压力盒，5-应变片，6-底座，7-底板，8-合页，9-连接翼，10-连接轴，11-限位环，12-紧固螺母，13-凸檐，14-卡槽，15-凸榫，16-榫槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，包括用于容纳路基试样00的筒体1、支架2和用于压实路基试样00的压实组件3，所述压实组件设置于支架2上，所述筒体1设置于压实组件3的振动座30下方；所述筒体1包括内筒101和外筒102，所述内筒101设置于外筒102的内部，所述内筒101及外筒102均为分体式结构；所述内筒的尺寸大于PFWD、土壤刚度模量测试仪的测量端尺寸，能够减弱筒体对路基试样的约束作用，提高压实度检测的精确度。该方案利用支架上的压实组件对筒体内的路基试样进行分层压实，相对人工夯实路基试样，大大降低了工作人员的劳动强度，确保路基试样每层压实均匀一致，进一步提高试验效率；同时，由分体式结构的内筒及外筒组装的筒体，更方便装卸，拆卸后即可快速取出路基试样，提高试验效率，同时可避免路基试样从内筒挤出，确保筒体的牢固性及路基试样的压实度。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1所示，所述路基试样00的内部分层嵌装多个与数据采集仪相连的压力盒4和应变片5，通过压力盒及应变片实时采集压实过程中路基试样所受压力及变形数据，利用数据采集仪进行实时记录，方便后期对数据进行分析统计；所述筒体1的底部还设有底座6，所述内筒101及外筒102均为上下敞口的管体，所述内筒101的内壁上设有刻度，在路基试样分层压实时，可以直视装样的多少，更加便于击实操作，提高试验效率；所述内筒101的底部嵌装有底板7，所述底板7的外壁与内筒101的内壁配合，所述底板7设置于底座6上。采用该结构方便组装、拆卸筒体，当压实度试样完成后，更方便去除路基试样，降低操作难度，提高试验效率。

进一步优化上述技术方案，所述压力盒4为无线压力盒，所述应变片5为无线应变片，所述压力盒4及应变片5均与外部的数据采集仪无线连接。采用无线连接无需在路基试样中预埋导线，简化操作。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2所示，所述内筒101由两个以上的弧形板组装而成，所述内筒101的弧形板交界处通过卡接结构相连；所述外筒102由两个半圆弧形板组装而成，且所述内筒101的组装界面与外筒102的组装界面交错设置，所述外筒102通过连接组件与底座6相连。采用该结构能够实现内筒及外筒的组装，以及外筒与底座的连接固定。

进一步优化上述技术方案，如图1、2所示，所述外筒102的弧形板一端交界处通过合页8铰接，所述外筒102的弧形板另一自由端交界处通过连接组件与底座6相连。采用该结构的外筒，拆卸时仅需打开弧形板的一端即可，方便快捷。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1、2所示，所述连接组件包括连接翼9和连接轴10，所述外筒102的两个弧形板自由端的外壁上分别垂直设有连接翼9，所述外筒102的底部外壁上水平设有连接翼9；所述连接翼9的中部设有与连接轴102配合的连接孔，所述连接轴10的一端设有限位环11、另一端设有外螺纹，所述外筒102的两个弧形板通过连接轴10贯穿连接翼9与紧固螺母12配合，所述外筒102的底部连接轴10贯穿连接翼9与底座6上的安装孔螺纹连接。图1中，外筒的外壁上设置3组连接翼及3个合页，且自上而下布设置；底座四周设置2组或4组连接翼，且底座上的几组连接翼均布设置。

具体制作时，底板的直径尺寸不小于600mm、厚度不低于10mm，底座的厚度不低于10mm；可将底板放置于底座上，利用底板能够对筒体进行定位。其中，内筒11采用三瓣式设计，具体由三个弧形板组装而成，三个弧形板的交界处均通过卡接结构相连。其中，内筒直径大于PFWD、土壤刚度模量测试仪的测量端直径1倍以上，且可以减弱试筒筒底与筒壁对路基土约束作用的影响，提高检测精度。内筒的卡接结构具体可采用以下两种结构来实现。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图2、6所示，所述卡接结构包括凸檐13和与之配合的卡槽14，所述内筒101的弧形板两侧端面上分别设置凸檐13和卡槽14，多个弧形板的凸檐13与卡槽14依次卡接。

在本实用新型的另一个具体实施例中，如图4、5所示，所述卡接结构包括凸榫15和榫槽16，所述凸榫15及生产分别设置于内筒101的弧形板的两个侧面上，多个弧形板的凸榫15和榫槽16依次卡接相连。

在本实用新型的一个具体实施例中，如图1、3所示，所述支架2包括立柱21及横梁22，所述立柱21为两个、且分别设置于横梁22的两端；所述压实组件3包括伸缩臂31和微型振动器32，所述伸缩臂31的上端与横梁22相连、下端与微型振动器32相连，所述微型振动器32的振动座30外形尺寸不大于内筒101的内壁尺寸。其中，微型振动器可采用气动或电动；伸缩臂可采用剪叉式液压伸缩臂或伸缩筒式液压臂。通过伸缩臂调整微型振动器的高度，以便对路基试样进行分层压实，加快压实速度，确保每层压实一致。

进一步优化上述技术方案，将横梁设计为升降式结构，使横梁沿着立柱能够上下滑动。具体设计时，可在立柱的内侧面设计垂直滑槽（图3中虚线），横梁的两端设有能够沿滑槽上下滑动的滑块，并在立柱的滑槽内自上而下加工若干个定位孔，定位销穿过定位孔与滑块相连，实现横梁的升降及固定。采用该结构的支架，更方便调整微型振动器的高度，快速实现路基试样的分层压实。

为了方便移动支架及微型振动器，如图1、3所示，所述立柱21的底部设有移动支腿23，所述移动支腿23包括门型架及其底部的万向轮24，所述万向轮24带有制动片。采用该结构能够根据需要移动支架的位置，使用更方便。

当路基试样中水分含有过高时，可将底座架设在支撑架上（图中未画出），在底座及底板上加工渗水孔，在底座的下方安装带有刻度线的集水筒，方便将路基试样中的水分挤出，收集在集水筒内，根据出水量计算路基试样的含水量。

综上所述，本实用新型具有结构简单、操作方便快捷的优点，利用分体式结构的筒体方便装卸，路基试样取放更方便，通过支架上伸缩臂调整微型振动器的高度，方便对路基试样分层压实，轻松快捷；同时，借助内嵌的压力盒及应变片能够在线检测路基试样内部的压力及变形量变化。利用本实用新型对路基试样压实后，可使用PFWD、土壤模量刚度测试仪对压实后的路基土进行检测，将测得模量与施工质量和压实特性控制指标压实度、路基设计参数回弹模量结合起来对比分析，以研究PFWD、土壤刚度仪测得的模量与压实度和含水率之间的相关关系。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：包括用于容纳路基试样的筒体、支架和用于压实路基试样的压实组件，所述压实组件设置于支架上，所述筒体设置于压实组件的振动座下方；所述筒体包括内筒和外筒，所述内筒设置于外筒的内部，所述内筒及外筒均为分体式结构；所述内筒直径大于PFWD、土壤刚度模量测试仪的测量端直径1倍以上。

2.根据权利要求1所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述路基试样的内部分层嵌装多个与数据采集仪相连的压力盒和应变片；所述筒体的底部还设有底座，所述内筒及外筒均为上下敞口的管体，所述内筒的内壁上设有刻度；所述内筒的底部嵌装有底板，所述底板的外壁与内筒的内壁配合，所述底板设置于底座上。

3.根据权利要求2所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述内筒由两个以上的弧形板组装而成，所述内筒的弧形板交界处通过卡接结构相连；所述外筒由两个半圆弧形板组装而成，且所述内筒的组装界面与外筒的组装界面交错设置，所述外筒通过连接组件与底座相连。

4.根据权利要求3所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述外筒的弧形板一端交界处通过合页铰接，所述外筒的弧形板另一自由端交界处通过连接组件与底座相连。

5.根据权利要求4所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述连接组件包括连接翼和连接轴，所述外筒的两个弧形板自由端的外壁上分别垂直设有连接翼，所述外筒的底部外壁上水平设有连接翼；所述连接翼的中部设有与连接轴配合的连接孔，所述连接轴的一端设有限位环、另一端设有外螺纹，所述外筒的两个弧形板通过连接轴贯穿连接翼与紧固螺母配合，所述外筒的底部连接轴贯穿连接翼与底座上的安装孔螺纹连接。

6.根据权利要求3所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述卡接结构包括凸檐和与之配合的卡槽，所述内筒的弧形板两侧端面上分别设置凸檐和卡槽，多个弧形板的凸檐与卡槽依次卡接。

7.根据权利要求3所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述卡接结构包括凸榫和榫槽，所述凸榫及生产分别设置于内筒的弧形板的两个侧面上，多个弧形板的凸榫和榫槽依次卡接相连。

8.根据权利要求1所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述压力盒为无线压力盒，所述应变片为无线应变片，所述压力盒及应变片均与外部的数据采集仪无线连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述支架包括立柱及横梁，所述立柱为两个、且分别设置于横梁的两端；所述压实组件包括伸缩臂和微型振动器，所述伸缩臂的上端与横梁相连、下端与微型振动器相连，所述微型振动器的振动座外形尺寸不大于内筒的内壁尺寸。

10.根据权利要求9所述的用于模拟路基土压实质量的模型试验装置，其特征在于：所述立柱的底部设有移动支腿，所述移动支腿包括门型架及其底部的万向轮，所述万向轮带有制动片。

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