空心圆柱软黏土试样切割仪制造技术

本发明专利技术公开了一种空心圆柱软黏土试样切割仪，包括底座、支撑立柱、下部台座、顶部台座、旋转切割手轮、推杆、切割锯以及双瓣模，旋转切割手轮包括上轮和下轮；台座活塞穿过其中，并由上、下活塞轮固定在下部台座上，顶部台座，同样是通过四个螺栓固定于支撑立柱的上部，圆形的台座活塞由上下活塞轮固定在顶部台座上，下轮通过底座上的固定构件固定在底座上部，由刚性杆件带动上轮和下轮转动以带动钢丝对土样的内部进行切割。在试样制备的过程中装置的各部件的组合与安装遵循从下到上的顺序，试样切割则按先内后外的顺序，从而确保对土样原有结构的扰动尽可能小，从而能够制备出高质量的试样。

Hollow cylinder soft clay sample cutting instrument

The invention discloses a hollow cylindrical soft clay sample cutter, which comprises a base, a supporting column, a lower pedestal, a top pedestal, a rotary cutting hand wheel, a push rod, a cutting saw and a double-lobe die. The rotary cutting hand wheel comprises an upper wheel and a lower wheel; the pedestal piston passes through it and is fixed by the upper and lower piston wheels on the lower pedestal. The top pedestal is also fixed to the upper part of the supporting column by four bolts. The circular pedestal piston is fixed to the top pedestal by the upper and lower piston wheels. The lower wheel is fixed to the upper part of the pedestal by the fixed components on the pedestal. The upper and lower wheels are driven by rigid rods to rotate to drive the steel wire to cut the soil sample. In the process of sample preparation, the assembly and installation of each part of the device follow the order from bottom to top, and the sample is cut in the order of first inside and then outside, so as to ensure that the disturbance to the original structure of the soil sample is as small as possible, so that high-quality samples can be prepared.

【技术实现步骤摘要】
空心圆柱软黏土试样切割仪
本专利技术涉及一种空心圆柱软黏土试样切割仪，属于岩土工程试验仪器制造
，适用于制作原状或重塑空心圆柱软黏土试样，并将其放置于空心圆柱扭剪系统中进行土的试验研究。
技术介绍
在岩土工程领域，欲获得较为精确可靠的土体物理力学参数，不紧要求规范的实验操作，还需使用设计精良的土工试验仪器。首先，根据中华人民共和国国家标准《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999），需要采取科学规范、行之有效的方法来获取和制备土样。这也是在后续试验过程中获得各种具有较高可信度的土体物理性质指标的重要保证，并为进一步的工程勘察、设计与施工提供指导作用。再者，本专利技术用于室内单元体试验，其对土样初始获取与制作的要求更高。因此，研制一套科学、精良和规范的土体试样制备装置往往是试验研究成功的基础。土体试样一般包括原状土、扰动土和重塑土试样。目前，由于不同地区的土体性质具有较大的差异性，实验研究中主要还是采用各地区的原状土试样，以使得当地的工程设计与施工更加安全可靠，做到因地制宜。然而，随着科学研究不断地深入发展，研究者们迫切地在探寻有关土体更为一致化的规律，想要将研究得到的成果广泛地运用到不同地区的工程建设中去。因此，重塑土试样在实验室中也越来越多的被运用。重塑土是一种介于原状土和扰动土之间的土样，它是由扰动土而来，通过人工仿真的试验用土。它的详细定义可以表述为：重塑土是经过人工有目的的塑造，具有仿真原状土体外观基本特性的扰动土体结构，是一种应用于实现某种研究目的的试验土体。在土工试验中，采用重塑土进行实验，其制样成本低、试样均匀性好、可以重复使用等优点使得试验结果更具可比性和规律性，这也为研究者们发现和总结土体规律提供了基础，进而达到科学研究的目的。以软弱黏性土为例，当前空心扭剪试验中所需的空心圆柱体试样通常采用真空抽吸直接排水成型（重塑土样）或者预压排水固结后采用内部钻芯掏空和外部切削（重塑土和原状土）的方法来制备。前者，土体排水固结的方式与实际地层中的情形存在较大差异，并且通过此法制备的试样内、外壁不够光滑，外型较为粗糙；而后者，采用内部钻芯掏空的方式需要较大的外力，其对已固结成型土体的扰动较大，并且制样时间较长，尤其在土体含水量相对较高、较低或分布不均匀的情况下，在制样过程中容易造成样壁破裂以致制样失败。因此，鉴于以上种种棘手的制样问题，亟需一种对土体扰动较小且能实现快速制样的试样制备装置。本专利技术装置恰能有效的解决以上问题，以来满足日趋增多的空心圆柱扭剪试验的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于解决现有空心圆柱扭剪试验中制样对土体扰动较大这一棘手问题，并提供一种方便实用且能实现快速制样的空心圆柱软黏土试样切割仪。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的具体技术方案如下：空心圆柱软黏土试样切割仪，包括底座、支撑立柱、下部台座、顶部台座、旋转切割手轮、推杆、切割锯以及双瓣模，旋转切割手轮包括上轮和下轮；所述底座上部设有用于固定试样内部所述下轮的固定构件，并设有四个用于固定支撑立柱的螺栓孔，支撑立柱的下部旋入并固定在底座上，支撑立柱的中部和上部分别用于固定下部台座和顶部台座，所述下部台座，通过四个螺栓固定在支撑立柱的中部，用于支撑置放于其上部的土样，圆形的台座活塞穿过其中，并由上、下活塞轮固定在下部台座上，活塞可以上下移动和自由转动，用于上下调整土样的位置以及转动土样以便切割，所述顶部台座，同样是通过四个螺栓固定于支撑立柱的上部，用于从上部压紧土样，圆形的台座活塞由上下活塞轮固定在顶部台座上，活塞亦可以上下移动和自由转动用于压紧和转动土样以便切割，所述下轮通过底座上的固定构件固定在底座上部，上轮套入顶部台座活塞的上部，上轮和下轮皆可自由转动，并通过土样内部切割钢丝相连接，钢丝的两端由固定螺栓拉紧、拉直并固定在两手轮上在两轮间嵌入固定有至少两根刚性杆件，试验过程中用双手同时拨动两根刚性杆件，由刚性杆件带动上轮和下轮转动以带动钢丝对土样的内部进行切割。本专利技术提供的空心圆柱软黏土试样切割仪，对土样采用了线（细钢丝）切割的方式，可以行之有效的对原状或重塑软黏土样进行切割并快速制备土样。这里需要附加说明的是，待切割的土样应具有适当的尺寸要求（外径和高度应确保大于最终切割完成的试样尺寸），以保证能制备得到尺寸完整的空心圆柱体试样。此外，在试样制备的过程中装置的各部件的组合与安装应遵循从下到上的顺序，试样切割则按先内后外的顺序，以确保对土样原有结构的扰动尽可能小，从而制备出高质量的试样。附图说明图1为本专利技术空心圆柱软黏土试样切割仪结构示意图；图2为图1中的底座结构正视图和立体图；图3为图1中的下部台座结构正视图和立体图；图4为图1中的空心圆柱试样正视图和立体图；图5为图1中的顶部台座结构正视图和立体图；图6为图1中的旋转切割手轮结构正视图和立体图；图7为图1中的推杆结构正视图和立体图；图8为图1中的支撑立柱结构正视图和立体图；图9为图1中的双瓣模结构正视图和立体图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1-9所示，本专利技术提供的空心圆柱软黏土试样切割仪，其主体结构包括底座1、支撑立柱3、下部台座5、顶部台座10、旋转切割手轮2、推杆12、切割锯15以及双瓣模22等几部分。下面按从下到上的顺序逐一对本装置各部件做详细介绍。参照图2所示的底座1，其上部设有用于固定试样内部旋转切割手轮2下轮的固定构件，并设有四个用于固定支撑立柱3的螺栓孔。参照图8所示的支撑立柱3，其下部旋入并固定在底座1上，中部和上部分别用于固定下部台座5和顶部台座10。参照图3所示的下部台座5，通过四个螺栓6固定在支撑立柱3的中部，用于支撑置放于其上部的土样9，圆形的台座活塞8穿过其中，并由上、下活塞轮4、7固定在下部台座5上，活塞8可以上下移动和自由转动，用于上下调整土样9的位置以及转动土样以便切割。参照图5所示的顶部台座10，同样是通过四个螺栓6固定于支撑立柱3的上部，用于从上部压紧土样9，圆形的台座活塞8由上下活塞轮4、11固定在顶部台座10上，台座活塞8亦可以上下移动和自由转动用于压紧和转动土样9以便切割。参照图6所示的旋转切割手轮2，其分上、下两轮，下轮通过底座1上的固定构件19、20固定在底座上部，上轮套入顶部台座活塞8的上部，两轮皆可自由转动，并通过土样内部切割钢丝14、18相连接，切割钢丝14、18为细钢丝，切割钢丝14、18的两端由固定螺栓13拉紧、拉直并固定在两手轮2上。为使两轮同步调地转动，在两轮间嵌入两根刚性杆件3，所述台座活塞8带有内孔，所述切割钢丝14、18分别穿依次过下部台座5、下部的台座活塞8、上部的台座活塞8和顶部台座10，所述切割钢丝14、18贴着所述台座活塞8内孔的内壁。试验过程中用双手同时拨动两根杆件，由杆件带动上、下两手轮转动以使得钢丝的同时移动对土样9的内部进行切割。参照图7所示的推杆12，在转动旋转手轮2切割土样内部时，通过推杆12从上方穿过顶部台座活塞8同时对土样9的内芯施加一定的顶推力，使得土样的内芯在重力和顶推力的作用下快速的向下穿过空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空心圆柱软黏土试样切割仪，包括底座（1）、支撑立柱（3）、下部台座（5）、顶部台座（10）、旋转切割手轮（2）、推杆（12）、切割锯（15）以及双瓣模（22），旋转切割手轮（2）包括上轮和下轮；所述底座（1）上部设有用于固定试样内部所述下轮的固定构件，并设有四个用于固定支撑立柱（3）的螺栓孔，支撑立柱（3）的下部旋入并固定在底座（1）上，支撑立柱（3）的中部和上部分别用于固定下部台座（5）和顶部台座（10），所述下部台座（5），通过四个螺栓（6）固定在支撑立柱（3）的中部，用于支撑置放于其上部的土样（9），圆形的台座活塞（8）穿过其中，并由上、下活塞轮（4、7）固定在下部台座（5）上，台座活塞（8）可以上下移动和自由转动，用于上下调整土样（9）的位置以及转动土样以便切割，所述顶部台座（10），同样是通过四个螺栓（6）固定于支撑立柱（3）的上部，用于从上部压紧土样（9），圆形的台座活塞（8）由上下活塞轮（4、11）固定在顶部台座（10）上，活塞亦可以上下移动和自由转动用于压紧和转动土样（9）以便切割，所述下轮通过底座（1）上的固定构件（19、20）固定在底座上部，上轮套入顶部台座活塞（8）的上部，上轮和下轮皆可自由转动，并通过土样内部切割钢丝（14、18）相连接，切割钢丝（14、18）的两端由固定螺栓（13）拉紧、拉直并固定在两手轮（2）上在两轮间嵌入固定有至少两根刚性杆件，试验过程中用双手同时拨动两根刚性杆件，由刚性杆件带动上轮和下轮转动以带动钢丝对土样（9）的内部进行切割。...

【技术特征摘要】
1.一种空心圆柱软黏土试样切割仪，包括底座（1）、支撑立柱（3）、下部台座（5）、顶部台座（10）、旋转切割手轮（2）、推杆（12）、切割锯（15）以及双瓣模（22），旋转切割手轮（2）包括上轮和下轮；所述底座（1）上部设有用于固定试样内部所述下轮的固定构件，并设有四个用于固定支撑立柱（3）的螺栓孔，支撑立柱（3）的下部旋入并固定在底座（1）上，支撑立柱（3）的中部和上部分别用于固定下部台座（5）和顶部台座（10），所述下部台座（5），通过四个螺栓（6）固定在支撑立柱（3）的中部，用于支撑置放于其上部的土样（9），圆形的台座活塞（8）穿过其中，并由上、下活塞轮（4、7）固定在下部台座（5）上，台座活塞（8）可以上下移动和自由转动，用于上下调整土样（9）的位置以及转动土样以便切割，所述顶部台座（10），同样是通过四个螺栓（6）固定于支撑立柱（3）的上部，用于从上部压紧土样（9），圆形的台座活塞（8）由上下活塞轮（4、11）固定在顶部台座（10）上，活塞亦可以上下移动和自由转动用于压紧和转动土样（9）以便切割，所述下轮通过底座（1）上的固定构件（19、20）固定在底座上部，上轮套入顶部台座活塞（8）的上部，上轮和下轮皆可自由转动，并通过土样内部切割钢丝（14、18）相连接，切割钢丝（14、18）的两端由固定螺栓（13）拉紧、拉直并固定在两手轮（2）上在两轮间嵌入固定有至少两根刚性杆件，试验过程中用双手同时拨动两根刚性杆件，由刚性杆件带动上轮和下轮转动以带动钢丝对土样（9）的内部进行切割。2.根据权利要求1所述的空心圆柱软黏土试样切割仪，其特征是：在转动旋转手轮（2）切割土样内部时，通过所述推杆（12）从上方穿过顶部台座活塞（8）同时对土样（9）的内芯施加顶推力，使得土样的内芯在重力和顶推力的作用下快速的向下穿过空心的下部台座中的活塞（8），并从下...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭林，王军，冯东，符洪涛，孙文涛，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33