利用分层压实法制备三轴试验试样的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用分层压实法制备三轴试验试样的装置，涉及室内三轴试验制样装置。本发明专利技术包括土样压实器、土样压实筒和限位模块；所述土样压实筒活动固定在土样压实器主体基座上的试样孔中，所述限位模块与土样压实器上的压锤活动固定。本发明专利技术对传统土样击实器进行改进创新，使得新制仪器构造简单，造价低，能够保证试样各层层厚均一、各土层相对密度均匀，可根据需求制得不同分层高度和层数的土样；且基于杠杆原理设计的压实器具有省时省力的优点，极大的满足了重塑样制作的要求。

Device for preparing three axis test sample by using layered compaction method

The invention discloses a device for preparing three axis test samples by using a layered compaction method, which relates to an indoor test device for the production of three shafts. The present invention includes soil compaction, soil compaction cylinder and the limit of the module; soil compaction cylinder fixed sample hole in soil compaction is the main base of the limiting module and the soil compaction pressure on fixed hammer. The invention of compaction for traditional soil improvement and innovation, the new instrument has the advantages of simple structure, low cost, can guarantee the specimen thickness of the layer uniform, each layer of relatively uniform density, can be prepared according to the requirements of different soil layers and layer height; and based on the advantages of compactor lever principle design is time-saving, great to meet the production requirements of remolded samples.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及室内三轴试验制样装置，更具体地说涉及一种利用分层压实法制备三轴试验试样的装置。
技术介绍
在土工试验中，原状样和重塑样并重，原状样反映了土体的天然结构、真实的力学性能，但是也存在取样困难、样本数量少、试样不均匀，不便于科学研究的缺点；相比于原状样，重塑样在试样样本数量、试验控制条件、试验时间、试样均匀性方面都占有较大优势，因此重塑土样在土工试验中具有更强、更普遍的适用性。对试样进行重塑成型的关键是选择一个精度高、能够灵活控制重塑样相对密度和均匀性且易于操作的仪器。传统的三轴重塑样击实器分为两种：一种是一次成型击实器(如千斤顶)，这种击实器能够保证试样一次成型，但是存在致命的弊端：使制成的试样密度不均匀，出现“上紧下松”的现象，造成试样没有良好的整体力学性能，整体承载能力下降，且制样时会带出一定量的土，会引起所制土样的干密度产生较大误差，使试验精度大大降低。另一种是常见的三轴击实仪，这种仪器在一次成型击实器的基础上进行改进，采用了分层击实的方法对试样进行重塑，使试样“上紧下松”、整体性能差的现象得到了改善，但是使用这种仪器作为击实工具，在制样时存在各层层厚难以控制(只能用尺子去一层层测量)，对试样的制备带来了极大地不便，且在各层土样的击实过程中，由于产生的较大冲击力减短了仪器的使用寿命且造成土量的损失，使试验结果存在较大的误差。因此，需要设计一种新型的重塑土样成型仪器，避免上述问题的发生，提高试验精度
技术实现思路
本专利技术的目的旨在根据土工试验中关于土样成型存在的问题，并分析传统的三轴重塑样击实器的原理，针对传统仪器存在的问题，提供一种新型的利用分层压实法制备三轴试验试样的装置，结合机械领域和土领域的知识，将基于杠杆原理设计的简易压实器成功的应用到土样压实中，提高了试验操作的方便性和结果的精度。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种利用分层压实法制备三轴试验试样的装置，其特征在于：包括土样压实器、土样压实筒和限位模块；所述土样压实器包括主体基座，安装在主体基座上并带有多个位于不同高度的手柄挂孔的立柱，与立柱通过手柄挂孔活动连接的手柄，以及活动安装在手柄中部的带有压锤的压杆；所述土样压实筒包括底座、土样成型筒和压板，所述土样成型筒是由多个弧形板拼接经圆形套箍固定而成的，所述底座设有固定土样成型筒底部的凹槽，所述压板设有固定土样成型筒顶部的贯穿孔，所述压板与底座通过螺栓连接；所述土样压实筒活动固定在土样压实器主体基座上的试样孔中，所述限位模块与土样压实器上的压锤活动固定。进一步的技术方案在于，还包括补高器，所述补高器为一个与土样成型筒内直径相同的环形柱体。进一步的技术方案在于，所述限位模块的底部可伸入土样成型筒的内部，且其顶部可卡在土样成型筒的外部，所述限位模块的底部设有一个圆形的水平面。进一步的技术方案在于，所述限位模块为3种，其高度各不相同。进一步的技术方案在于，所述限位模块与土样压实器上的压锤通过磁力固定。进一步的技术方案在于，所述限位模块与土样压实器上的压锤之间设有具有吸附性的磁铁。进一步的技术方案在于，所述土样成型筒是由三个弧形板拼接经圆形套箍固定而成的。进一步的技术方案在于，所述立柱设有两个位于不同高度的手柄挂孔。进一步的技术方案还在于，所述底座上的凹槽为环形的；所述底座上的凹槽为圆形的。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术针对传统土样击实器存在的制样精度低、产生的冲击力过大、仪器使用寿命短、费时费力、土量损失大等问题，进行改进创新，使得新制仪器构造简单，造价低，能够保证试样各层层厚均一、各土层相对密度均匀，可根据需求制得不同分层高度和层数的土样；且基于杠杆原理设计的压实器具有省时省力的优点，避免了传统击实方式存在的仪器使用寿命过短、在击实过程中由于冲击力引起土量损失等弊端，极大的满足了重塑样制作的要求；土样压实器与相应型号的限位模块之间通过磁力相连，使土样压实器和限位模块成为一体，进一步确保了压实过程的精确性和简便性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术结构示意图；图2是本专利技术中土样压实器结构示意图；图3是本专利技术中限位模块结构示意图；图4是本专利技术中土样压实筒结构示意图；图5是本专利技术中补高器结构示意图其中:1、土样压实器；1-1、主体基座；1-2、立柱；1-3、压杆；1-4、第一手柄挂孔；1-5、第二手柄挂孔；1-6、手柄；1-7、压锤；1-8、试样孔；2、限位模块；3、土样压实筒；3-1、圆形套箍；3-2、压板；3-3、土样成型筒；3-4、螺栓；3-5、底座；4、补高器。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术采用了基于杠杆原理设计的简易压实器，将机械领域的知识应用到土工试验中，手柄1-6、压杆1-3、压锤1-7、立柱1-2构成了一个杠杆设备，代替了靠较大冲击力压实土样的传统方式，技巧性的达到省时省力的效果。如图1所示，本专利技术包括土样压实器1、土样压实筒3和限位模块2；如图2所示，土样压实器1包括主体基座1-1，安装在主体基座1-1上并带有多个位于不同高度的手柄挂孔的立柱1-2，与立柱1-2通过手柄挂孔活动连接的手柄1-6，以及活动安装在手柄1-6中部的带有压锤1-7的压杆1-3；如图3所示，土样压实筒3包括底座3-5、土样成型筒3-3和压板3-2，土样成型筒3-3是由多个弧形板拼接经圆形套箍3-1固定而成的，底座3-5设有固定土样成型筒3-3底部的凹槽，压板3-2设有固定土样成型筒3-3顶部的贯穿孔，压板3-2与底座3-5通过螺栓3-4连接；如图1所示，土样压实筒3活动固定在土样压实器1主体基座1-1上的试样孔1-8中，防止压实过程中由于土样压实筒3移动对土样造成的破坏，限位模块2与土样压实器1上的压锤1-7活动固定。如图5所示，本专利技术还包括补高器4，补高器4为一个与土样成型筒3-3内直径相同的环形柱体。优选的，限位模块2的底部可伸入土样成型筒3-3的内部，且其顶部可卡在土样成型筒3-3的外部，限位模块2的底部设有一个圆形的水平面。如图4所示，限位模块2为3种，其高度各不相同。每种限位模块2均由三部分构成：顶部为直径43.6mm(略大于土样成型筒3-3内直径)，高25mm的圆柱；底部为直径38.3mm(略小于样成型筒3-3内直径)，高5mm的圆饼；中间为直径18.5mm，高为15mm、35mm、55mm三种不同型号的细长圆柱。每种限位模块2的上部为一“矮胖型”圆柱，其直径略大于样成型筒3-3上端内直径，下部为一直径略小于样成型筒3-3上端内直径的圆饼，其可在样成型筒3-3自由出入，中间为一细长柱，用于传力；本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用分层压实法制备三轴试验试样的装置，其特征在于：包括土样压实器、土样压实筒和限位模块；所述土样压实筒包括主体基座，安装在主体基座上并带有多个位于不同高度的手柄挂孔的立柱，与立柱通过手柄挂孔活动连接的手柄，以及活动安装在手柄中部的带有压锤的压杆；所述土样压实器包括底座、土样成型筒和压板，所述土样成型筒是由多个弧形板拼接经圆形套箍固定而成的，所述底座设有固定土样成型筒底部的凹槽，所述压板设有固定土样成型筒顶部的贯穿孔，所述压板与底座通过螺栓连接；所述土样压实筒活动固定在土样压实器主体基座上的试样孔中，所述限位模块与土样压实器上的压锤活动固定。

【技术特征摘要】
1.一种利用分层压实法制备三轴试验试样的装置，其特征在于：包括土样压实器、土样压实筒和限位模块；所述土样压实筒包括主体基座，安装在主体基座上并带有多个位于不同高度的手柄挂孔的立柱，与立柱通过手柄挂孔活动连接的手柄，以及活动安装在手柄中部的带有压锤的压杆；所述土样压实器包括底座、土样成型筒和压板，所述土样成型筒是由多个弧形板拼接经圆形套箍固定而成的，所述底座设有固定土样成型筒底部的凹槽，所述压板设有固定土样成型筒顶部的贯穿孔，所述压板与底座通过螺栓连接；所述土样压实筒活动固定在土样压实器主体基座上的试样孔中，所述限位模块与土样压实器上的压锤活动固定。2.根据权利要求1所述的利用分层压实法制备三轴试验试样的装置，其特征在于：还包括补高器，所述补高器为一个与土样成型筒内直径相同的环形柱体。3.根据权利要求1所述的利用分层压实法制备三轴试验试样的装置，其特征在于：所述限位模块的底部可伸入土样成型筒的内部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯怀平，袁雅贤，马德良，贾晓旭，耿会岭，吴少华，刘东亮，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13