CN219038569U - 一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，包括压实器、双十字支撑杆件、内支撑、外支撑、气孔塞和凹槽底座，所述双十字支撑杆件为主杆上下设有两个互相垂直的横杆，所述双十字支撑杆件的一端设置在凹槽底座的中心螺孔内，所述内支撑设置在凹槽底座的凹槽中，所述外支撑套在内支撑的外部且一端设置在凹槽底座上，所述气孔塞设置在外支撑的气孔内。本实用新型有效解决了双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱试样目前存在的制备难度高、精确性低等问题，充分保证了空心圆柱固化试样制样成功率，具有较强的应用性，先进性。

Description

一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具

技术领域

本实用新型属于高分子固化滩涂砂的空心圆柱试样制备技术领域，具体涉及一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具。

背景技术

目前，空心圆柱扭剪仪进行空心圆柱扭剪试验加载所需的内直径60mm，外直径100mm，高200mm空心圆柱试样一般是非高分子固化的普通砂土试样，采用的是抽气饱和方式制备。

但是，针对高分子固化滩涂砂的空心圆柱试样制备，特别是双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样目前尚未有相关的制备方法及仪器。并且，由于双组分聚氨酯固化滩涂砂的固化反应过程极为迅速，放出大量的热，常规的空心圆柱试样制备方法完全不能保证双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱试样的成功率，导致难以使用空心圆柱扭剪试验手段对于双组份聚氨酯固化滩涂砂进行复杂应力状态下的试验研究，从而无法研究双组分聚氨酯固化滩涂砂的扭剪性质，难以推广到工程实践。

因此，有必要研究一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，实现双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱试样的有效制备。

实用新型内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本实用新型提供一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，

技术方案：一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，包括压实器、双十字支撑杆件、内支撑、外支撑、气孔塞和凹槽底座，所述双十字支撑杆件为主杆上下设有两个互相垂直的横杆，所述双十字支撑杆件的一端设置在凹槽底座的中心螺孔内，所述内支撑设置在凹槽底座的凹槽中，所述外支撑套在内支撑的外部且一端设置在凹槽底座上，所述气孔塞设置在外支撑的气孔内。

优选的，所述内支撑为两个第一支撑块和两个第二支撑块组成的圆筒，两个第一支撑块中心对称设置在凹槽底座的凹槽中，两个第二支撑块中心对称设置在凹槽底座的凹槽中。

进一步的，所述双十字支撑杆件的一个横杆垂直两个第一支撑块，另一个横杆垂直两个第二支撑块。

优选的，所述外支撑的内部为圆柱形，外部为长方体，且一组平行的侧面上开设有气孔，另一组平行的侧面上设有凹槽。

进一步的，所述外支撑包括四个外支撑块，所述外支撑块为一个侧面为曲面的三棱柱，所述曲面为四分之一圆弧面，相邻的两个外支撑块之间通过螺丝连接。

进一步的，所述外支撑外部设有箍紧四个外支撑块的双瓣型钢箍。

优选的，所述模具还包括喇叭型漏样器，加样时，所述喇叭型漏样器出样口设置在外支撑与内支撑组成的空腔内。

有益效果：1）本实用新型一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，可实现双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样的便捷性，有效性；

2）本实用新型首先实现了双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样，具有一定的借鉴意义，可实现进一步研究双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱扭剪试验，从而推广到工程实践；

3）本实用新型有效解决了双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱试样目前存在的制备难度高、精确性低等问题，充分保证了空心圆柱固化试样制样成功率，具有较强的应用性，先进性。

附图说明

图1是本实用新型一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具整体部件图；

图2是本实用新型一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具组装完成图；

图3是采用本实用新型一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具制得的空心圆柱固化试样图；

图4是本实用新型压实器立体图；

图5是本实用新型喇叭型漏样器立体图；

图6是本实用新型双十字支撑杆件图；

图7是本实用新型双十字支撑杆件与内支撑组装立体图；

图8是本实用新型外支撑组装完成图；

图9是本实用新型凹槽底座立体图；

图10是空心圆柱固化试样受力图；

1、压实器，2、喇叭型漏样器，3、双十字支撑杆件，4、内支撑，4-1、第一支撑块，4-2、第二支撑块，5、外支撑，6、双瓣型钢箍，7、气孔塞，8、凹槽底座，9、空心圆柱固化试样。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

实施例1

参照图1-图2，一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，包括压实器1（如图4所示）、双十字支撑杆件3（如图6所示）、内支撑4（如图7所示）、外支撑5（如图8所示）、气孔塞7和凹槽底座8（如图9所示），所述双十字支撑杆件3为主杆上下设有两个互相垂直的横杆，可以保证内支撑4的稳定，也便于安装；所述双十字支撑杆件3的一端设置在凹槽底座8的中心螺孔内，所述内支撑4设置在凹槽底座8的凹槽中，凹槽底座8的凹槽一方面可实现内支撑4稳定放置，另一方面可适量储存渗出的双组分聚氨酯溶液，保证制样的有效性和可靠性；所述外支撑5套在内支撑4的外部且一端设置在凹槽底座8上，所述气孔塞7设置在外支撑5的气孔内。

上述压实器1包括空心圆柱（高60mm，外直径100mm，内直径60mm）和长方体，空心圆柱的一端面与长方体的侧面连接，压实器1与外支撑5上端贴合紧密时，可实现精准制模，确保制样高度。

上述内支撑4为两个第一支撑块4-1和两个第二支撑块4-2组成的圆筒，且第一支撑块4-1与第二支撑块4-2宽度不同，两个第一支撑块4-1中心对称设置在凹槽底座8的凹槽中，两个第二支撑块4-2中心对称设置在凹槽底座8的凹槽中。

上述双十字支撑杆件3的一个横杆垂直两个第一支撑块4-1，另一个横杆垂直两个第二支撑块4-2。

上述外支撑5的内部为圆柱形，外部为长方体，且一组平行的侧面上开设有气孔，可以排出多余气体，方便外支撑5与固化试样脱模；另一组平行的侧面上设有凹槽，方便脱开外支撑5时施加着力点，更有利于脱模。

上述外支撑5包括四个外支撑块，所述外支撑块为一个侧面为曲面的三棱柱，所述曲面为四分之一圆弧面，相邻的两个外支撑块之间通过螺丝连接，方便拆卸安装与脱模。

上述外支撑5外部设有箍紧四个外支撑块的双瓣型钢箍6，所述双瓣型钢箍6设计为螺丝连接的两瓣，有利于拆卸安装与脱模。

上述模具还包括喇叭型漏样器2（如图5所示），所述喇叭型漏样器2包括喇叭型（上部开口直径130mm，下部开口直径100mm，高60mm，下部刚好贴近外支撑5内壁）、下端圆柱（直径100mm，高50mm，刚好贴近外支撑5内壁）和喇叭型内部圆柱（直径60mm，高70mm，底部与内支撑4顶端平齐，上端略高于喇叭型高度，并通过连接片与喇叭型连接）；加样时，所述喇叭型漏样器2出样口设置在外支撑5与内支撑4组成的空腔内，由于双组分聚氨酯与滩涂砂反应极为迅速，通过喇叭型漏样器2的设计，可实现快速漏样至由内支撑4和外支撑5形成的空心圆柱成型空间内，保证固化制样的成功率。

实施例2

一种实施例1所述的模具的装配及使用方法，包括如下步骤：

（1）将内支撑4的中心对称放置于凹槽底座8的凹槽内，再将两个第二支撑块4-2中心对称放置于凹槽底座8的凹槽内，所述凹槽深度为10mm，两个第一支撑块4-1和两个第二支撑块4-2组成空心圆柱型，调整双十字支撑杆件3的两个横杆相互垂直，其中一个横杆垂直于两个第一支撑块4-1的中心线，另一个横杆垂直于两个第二支撑块4-2的中心线，将双十字支撑杆件3缓慢滑至凹槽底座8，直至双十字支撑杆件3的竖杆插入凹槽底座8的中心螺孔内，固定；

（2）将外支撑5的四个外支撑块底部螺孔分别对齐凹槽底座8的螺孔，并用螺丝固定，相邻的两个外支撑块通过两个二分之一气孔连接或者两个二分之一凹槽连接，四个外支撑块形成一个内部为空心圆柱、外部为长方体的外支撑5，四个外支撑块之间也通过螺丝固定，并用两个双瓣型钢箍6分别箍紧在外支撑5的上部和下部，用螺丝固定双瓣型钢箍6，外支撑5的一组平行侧面共形成6个气孔，每个气孔配有一个气孔塞7，防止双组分聚氨酯与滩涂砂沿气孔流出；

（3）将喇叭型漏样器2放置在外支撑5，喇叭型漏样器2下部圆柱贴紧外支撑5内壁；

（4）将双组分聚氨酯（A、B试剂1：1混合）与具有适当含水率的滩涂砂按一定的配合比搅拌均匀至仍保留一定的流动状态，沿着空心圆柱制样模具的喇叭型漏样器2，倒入由内支撑4和外支撑5形成的空心圆柱成型空间内，不断搅拌均匀，倒样完成后取走喇叭型漏样器2，并用压实器1在千斤顶的作用下挤压密实，直到压实器1与外支撑5上端贴合紧密，可停止压实，等待固化时间约5min；

（5）双组分聚氨酯与滩涂砂固化完全，进行脱模工作：首先打开六个气孔塞7，排除多余的气体，以便后续脱模；打开压实器1，松开两个双瓣型钢箍6，并拧开外支撑5的四个外支撑块与凹槽底座8的螺丝，以及外支撑5的四个外支撑块间的螺丝，施加着力点在外支撑5带凹槽的两侧面，从而可使外支撑5与固化试样脱离，并转动双十字支撑杆件3的竖杆，使双十字支撑杆件3与凹槽底座8的螺孔分离，再分别取出内支撑4的四个支撑块，最终可成模得到内直径60mm，外直径100mm，高200mm的空心圆柱固化试样9（如图3所示），从而可直接有效地放入空心圆柱扭剪仪加载，进行空心圆柱扭剪试验；

（6）空心圆柱扭剪仪（Hollow Cylinder Apparatus，HCA）是目前研究土体在主应力方向旋转等复杂应力状态下性能最为理想的试验仪器，制备的双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱固化试样受力如图10所示，扭力M_T，其中r₀、r_i分别为固化试样内径与直径；H为初始固化试样高度；θ为扭转角度；固化试样单元体所受的平均扭剪应力和产生的平均扭剪应变根据下列公式进行计算：

扭剪应力

扭剪应变

可实现双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱固化试样在交通荷载下主应力轴旋转模式的加载，轴力 W和扭力M_T：

本实用新型一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，可实现双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样的便捷性，有效性；首先实现了双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样，具有一定的借鉴意义，可实现进一步研究双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱扭剪试验，从而推广到工程实践；有效解决了双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱试样目前存在的制备难度高、精确性低等问题，充分保证了空心圆柱固化试样制样成功率，具有较强的应用性，先进性。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，其特征在于：包括压实器（1）、双十字支撑杆件（3）、内支撑（4）、外支撑（5）、气孔塞（7）和凹槽底座（8），所述双十字支撑杆件（3）为主杆上下设有两个互相垂直的横杆，所述双十字支撑杆件（3）的一端设置在凹槽底座（8）的中心螺孔内，所述内支撑（4）设置在凹槽底座（8）的凹槽中，所述外支撑（5）套在内支撑（4）的外部且一端设置在凹槽底座（8）上，所述气孔塞（7）设置在外支撑（5）的气孔内。

2.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，其特征在于：所述内支撑（4）为两个第一支撑块（4-1）和两个第二支撑块（4-2）组成的圆筒，两个第一支撑块（4-1）中心对称设置在凹槽底座（8）的凹槽中，两个第二支撑块（4-2）中心对称设置在凹槽底座（8）的凹槽中。

3.根据权利要求2所述的一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，其特征在于：所述双十字支撑杆件（3）的一个横杆垂直两个第一支撑块（4-1），另一个横杆垂直两个第二支撑块（4-2）。

4.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，其特征在于：所述外支撑（5）的内部为圆柱形，外部为长方体，且一组平行的侧面上开设有气孔，另一组平行的侧面上设有凹槽。

5.根据权利要求4所述的一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，其特征在于：所述外支撑（5）包括四个外支撑块，所述外支撑块为一个侧面为曲面的三棱柱，所述曲面为四分之一圆弧面，相邻的两个外支撑块之间通过螺丝连接。

6.根据权利要求5所述的一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，其特征在于：所述外支撑（5）外部设有箍紧四个外支撑块的双瓣型钢箍（6）。

7.根据权利要求1所述的一种双组分聚氨酯固化滩涂砂的空心圆柱制样模具，其特征在于：还包括喇叭型漏样器（2），加样时，所述喇叭型漏样器（2）出样口设置在外支撑（5）与内支撑（4）组成的空腔内。

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