一种双向加压的三轴试样制样装置制造方法及图纸

本申请涉及一种双向加压的三轴试样制样装置，属于土木工程学科的室内土工技术领域。包括压力机构、压力传导机构、上部加压机构、下部加压机构、制样筒、上部支撑机构、下部支撑机构七个部分。本申请能够智能控制三轴试样制样压力和时间，以模拟实际土层固结过程，并且能够一次成型多个试样，减少制样时间和对土样的扰动，且克服了传统试样筒取样困难的缺陷，具有一定的工程适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种双向加压的三轴试样制样装置
本申请涉及一种双向加压的三轴试样制样装置，属于土木工程学科的室内土工

技术介绍
随着沿海地区软土地基上兴建工程的增多，软土力学性能的测试已成为当前土木工程中的重要内容。三轴实验是测定软土力学性能的常用实验方法，其试样为直径3.91cm高8.0cm的圆柱形，且在实验过程中需要制作3-5个标准试样用以测试3-5个不同的围压下软土力学性能。通常采用手工击实，对土样进行均匀击实以达到目标土样密实度，并采用手工脱模。由于逐个制作试样，效率较低，很难精确控制试样的均匀性和一致性，并且手工脱模难以避免对试样的扰动，从而影响软土试样的力学性能检测。CN106568628A公开了一种土样制样实验设备，其能够解决现有技术土样制备样品均匀性差的问题；CN106769312A公开了一种土样压实仪，采用单侧施压，并对取土过程进行了优化；CN106610353A公开了一种利用分层压实法制备三轴实验制样的装置，根据杠杆原理，采用手动分层压实土样。以上几个案例解决了土样成型均匀性问题，但是仍存在以下三点需要解决的技术问题：1、不能智能模拟地基土长时间固结真实受力过程；2、不能实现一次成型多个试样；3、存在试样脱模困难的缺陷。基于此，做出本申请。
技术实现思路
针对现有制样技术中所存在的上述缺陷，本申请提供了一种双向加压的三轴试样制样装置，该装置不仅能够智能控制三轴试样制样压力和时间，以模拟实际土层固结过程，还能够一次成型多个试样，减少制样时间和对土样的扰动，并克服了传统试样筒取样困难的缺陷，具有很好的工程适用性。为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：一种双向加压的三轴试样制样装置，包括压力机构、压力传导机构、上部加压机构、下部加压机构和制样筒以及多个滑轮，压力机构、上部加压机构、制样筒与下部加压机构自上而下顺次设置，多个滑轮固定设置于压力机构上方，所述压力机构包括上部动力件、下部动力件、上部时间控制器、下部时间控制器，上部动力件与下部动力件通过软质导管连接，上部动力件底部安装有上部时间控制器，下部动力件与上部时间控制器对应位置安装有下部时间控制器，上部时间控制器和下部时间控制器分别与软质导管两侧连接，调节软质导管中填充物的流量，以实现智能控制压力；所述压力传导机构包括上部加压钢丝绳和下部加压钢丝绳；所述上部加压机构包括上横杆和若干个上加载压头，上横杆一端与上部加压钢丝绳连接，随上部加压钢丝绳移动而摆动，上部加压钢丝绳绕经至少一个滑轮后，与下部动力件连接，另一端设置上加载压头，上加载压头位于制样筒上方，并随上横杆摆动而上下移动；下部加压机构包括下横杆和若干个下加载压头，下横杆一端与下部加压钢丝绳连接，随下部加压钢丝绳移动而摆动，下部加压钢丝绳绕经至少一个滑轮后，与上部动力件连接，另一端设置下加载压头，下加载压头位于制样筒下方，并与上加载压头对应设置；上部加压钢丝绳、下部加压钢丝绳依据压力变化改变运行状态，进而带动上加载压头、下加载压头的上下移动，即实现制样时间的改变。进一步的，作为优选：所述上部加压钢丝绳上设置有停止弹簧扣和连接弹簧扣，上部加压钢丝绳通过连接弹簧扣与上横杆活动连接，通过停止弹簧扣实现设定高度处位置的固定。更优选的，所述滑轮安装于门型支架顶部，门型支架侧边侧边设置固定孔洞，固定孔洞与停止弹簧扣配合，实现设定高度的控制。当实验结束时，停止弹簧扣扣入固定孔洞，实现定位。所述上横杆中部通过转轴安装于上支撑杆上，一端连接上部加压钢丝绳，另一端通过上压头安装有上限位器，上限位器下方连接若干个上加载压头；下横杆中部通过转轴安装于下支撑杆上，一端连接下部加压钢丝绳，另一端通过下压头安装有下限位器，下限位器上方设置若干个下加载压头，上支撑杆采用杠杆原理为上加载压头提供动力，下支撑杆采用杠杆原理为下加载压头提供动力。更优选的，所述下压头下方设置上压弹簧。所述制样筒安装在下部支撑机构，下部支撑机构包括支撑面板和设置于支撑面板上的若干个容置孔，制样筒安装于容置孔中。更优选的，所述制样筒包括筒体、卡扣和套环，筒体由两片构成，套环至少设置有一个，套装于两片筒体外壁上，卡扣位于筒体外侧，容置孔外侧设置有卡扣孔洞，卡扣孔洞与卡扣配合，实现筒体侧方固定；下部支撑机构固定在地面上，门型支架和上支撑杆与支撑面板固结，两个筒体通过容置孔与卡扣孔洞固定于支撑面板上，下支撑杆固结于支座中间偏左侧10cm位置；上压弹簧下部与底座固结。所述上部动力件为一个中空漏斗状器具，材质优选为铁，其体积为0.1m3，下部动力件与上部动力件具有相同的形状和物质。所述上部动力件中心处设置带横梁孔洞，下部加压钢丝绳通过带横梁孔洞与上部动力件连接，起到压力传导作用。所述下部动力件边缘处设置两个椭圆孔洞，两个椭圆孔洞对称布置，上部加压钢丝绳通过椭圆孔洞与下部动力件连接，起到压力传导作用。上部加压机构通过挂钩与上部加压钢丝绳相连，通过上支撑杆采用杠杆原理为上加载压头提供动力。压力传导机构的上部加压钢丝绳一侧在滑轮处分为直径相同，长度不同的两股钢丝绳，两股钢丝绳尾部分别连接有挂钩，通过挂钩与椭圆孔洞连接；上部加压钢丝绳另一侧通过连接弹簧扣与上横杆连接，为上部加压机构提供动力。连接弹簧扣与停止弹簧扣为材质大小相同的不锈钢弹簧扣。连接弹簧扣位于上部加压钢丝绳尾部，并与上横杆连接；停止弹簧扣位于连接弹簧扣上方10cm处，在实验结束时将停止弹簧扣与固定孔洞连接。上横杆总长度为60cm，上支撑杆长度为20cm，上支撑杆布置于上横杆端部10cm处，作为压力放大的支撑点。上加载压头高度4cm，与上横杆在端部相连，并位于上限位器中心处。上限位器厚度2cm，上部与上压头固结，用于保证制样高度，下部固结有三个上加载压头，压头高度3cm，直径3.91cm，用于向下压制试样。下横杆总长度为60cm，下支撑杆的长度为15cm，在下横杆端部10cm处与下横杆连接，作为压力放大的支撑点。下压头的高度6cm，下部与上压弹簧固结，上部与下限位器固结，下压头位于下限位器中心处。下限位器厚度2cm，下部与下压头固结，起到保证制样高度的目的，下限位器上部固结有三个下加载压头，推头高度3cm，直径3.91cm，用于向上压制试样。筒体的内径为3.91cm，外径为4.5cm，高度优选为14.0cm。卡扣为圆柱折形，直径优选为0.5mm，其水平方向长为1cm，其竖直方向长为1.5cm，位于半圆空心制样筒的侧面中点处。卡扣的作用为将筒体固定在支撑面板上，套环外侧直径4.7cm，宽度为20mm，套环用于固定乳胶膜，分别固定在于筒体上部边缘处，下方套环对称固定。门型支架的高度1.3m，宽度为1.3m，用于支撑压力机构和压力传导机构。固定孔洞高2cm，宽1.5cm，距离上横梁上部36cm，试验结束时，将停止弹簧扣固定于固定孔洞处。滑轮位于门型支架上方，可对上部加压钢丝绳与下部加压钢丝绳进行支撑与转向。支撑面板的长度为1.6m，宽度为1m，厚度为2cm，用于固定门型支架和上支撑杆。容置孔的直径为4.7cm，卡扣孔洞距离容置孔距离为0.8cm，制样开始前使制样筒和卡扣分别对准容置孔和卡扣孔洞，并使制样筒垂直安放。底座布置于地面，作为下部加压机构与上压弹簧的支撑结构，底座尺寸与支撑面板一致，下支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向加压的三轴试样制样装置，其特征在于：包括压力机构、压力传导机构、上部加压机构、下部加压机构和制样筒以及多个滑轮，压力机构、上部加压机构、制样筒与下部加压机构自上而下顺次设置，多个滑轮固定设置于压力机构上方，所述压力机构包括上部动力件、下部动力件、上部时间控制器、下部时间控制器，上部动力件与下部动力件通过软质导管连接，上部动力件底部安装有上部时间控制器，下部动力件与上部时间控制器对应位置安装有下部时间控制器，上部时间控制器和下部时间控制器分别与软质导管两侧连接，调节软质导管中填充物的流量，以实现智能控制压力；所述压力传导机构包括上部加压钢丝绳和下部加压钢丝绳；所述上部加压机构包括上横杆和若干个上加载压头，上横杆一端与上部加压钢丝绳连接，随上部加压钢丝绳移动而摆动，上部加压钢丝绳绕经至少一个滑轮后，与下部动力件连接，另一端设置上加载压头，上加载压头位于制样筒上方，并随上横杆摆动而上下移动；下部加压机构包括下横杆和若干个下加载压头，下横杆一端与下部加压钢丝绳连接，随下部加压钢丝绳移动而摆动，下部加压钢丝绳绕经至少一个滑轮后，与上部动力件连接，另一端设置下加载压头，下加载压头位于制样筒下方，并与上加载压头对应设置；上部加压钢丝绳、下部加压钢丝绳依据压力变化改变运行状态，进而带动上加载压头、下加载压头的上下移动，即实现制样时间的改变。...

【技术特征摘要】
1.一种双向加压的三轴试样制样装置，其特征在于：包括压力机构、压力传导机构、上部加压机构、下部加压机构和制样筒以及多个滑轮，压力机构、上部加压机构、制样筒与下部加压机构自上而下顺次设置，多个滑轮固定设置于压力机构上方，所述压力机构包括上部动力件、下部动力件、上部时间控制器、下部时间控制器，上部动力件与下部动力件通过软质导管连接，上部动力件底部安装有上部时间控制器，下部动力件与上部时间控制器对应位置安装有下部时间控制器，上部时间控制器和下部时间控制器分别与软质导管两侧连接，调节软质导管中填充物的流量，以实现智能控制压力；所述压力传导机构包括上部加压钢丝绳和下部加压钢丝绳；所述上部加压机构包括上横杆和若干个上加载压头，上横杆一端与上部加压钢丝绳连接，随上部加压钢丝绳移动而摆动，上部加压钢丝绳绕经至少一个滑轮后，与下部动力件连接，另一端设置上加载压头，上加载压头位于制样筒上方，并随上横杆摆动而上下移动；下部加压机构包括下横杆和若干个下加载压头，下横杆一端与下部加压钢丝绳连接，随下部加压钢丝绳移动而摆动，下部加压钢丝绳绕经至少一个滑轮后，与上部动力件连接，另一端设置下加载压头，下加载压头位于制样筒下方，并与上加载压头对应设置；上部加压钢丝绳、下部加压钢丝绳依据压力变化改变运行状态，进而带动上加载压头、下加载压头的上下移动，即实现制样时间的改变。2.如权利要求1所述的一种双向加压的三轴试样制样装置，其特征在于：所述上部加压钢丝绳上设置有停止弹簧扣和连接弹簧扣，上部加压钢丝绳通过连接弹簧扣与上横杆活动连接，通过停止弹簧扣实现设定高度处位置的固定。3.如权利要求2所述的一种双向加压的三轴试样制样装置，其特征在于：所述滑轮安装于门型支架顶部，门型支...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，刘勇，姜屏，王伟，王月，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33