一种击锤式堆石料三轴试样制样装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种击锤式堆石料三轴试样制样装置及使用方法。所述的击锤式堆石料三轴试样制样装置，包括制样机构、击实机构，制样机构包括对开模、套环、底座、透水板、透水石、橡胶套、O形环和真空泵，击实装置包括击实锤，击实垫板、导向杆、测量杆、导向杆定位仪和测试尺。本发明专利技术通过吸附于制样筒的橡胶套实现散体堆石料试样的成型，利用导向杆、测量杆和测试尺之间的相互配合实现堆石料均匀分层制样，最终在两个机构的高效配合下，实现连续级配堆和单一级配堆石料的试样制作，达到试样制作独立于三轴压缩仪以及制作的试样具有良好均匀性的目的。

Hammer hammer type rockfill material three axis sample sample making device and method of use

The invention discloses a hammer hammer type rockfill material three axis sample sample making device and a method for using the same. The hammer type rockfill three axis sample manufacture the device, including sample preparation, mechanism of compaction mechanism, the mechanism includes sample preparation mold, collar, base, permeable plate, porous stone, rubber sleeve, O ring and a vacuum pump, the compaction device comprises a hammer, compaction plate, guide the measuring rod rod, and a guide rod positioning apparatus and test ruler. The present invention through the rubber sleeve dispersion of rockfill specimens forming adsorbed on the sample preparation cylinder, between the guide rod and a measuring rod and a test ruler to cooperate with each other to achieve uniform layered rockfill samples, finally in two institutions, with the sample, and the single pile continuous gradation graded rockfill made to sample production has good uniformity of the independent three axis compression apparatus and the specimens.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土木水利工程试验领域，尤其涉及堆石料三轴试验制样器及其使用方法。
技术介绍
清洁能源占总能源的比重逐年提高，水电能源是清洁能源的重要组成部分。水力发电主要通过大坝蓄水实现，土石料和堆石料是坝基的重要施工材料，在工程施工中，通过夯实和碾压的方法使土石料达到其工程设计密度，密实土石料的抗剪强度是坝基稳定的重要参数，抗剪强度参数主要通过对缩尺后的土石料进行室内三轴试验获取。室内三轴试样以控制试样密度为指标，采用分层击实的方法制成。由于土石料是无粘性的散体材料，试样一般在三轴试验机上制作，制作完成后，进行三轴试验，这种试样制作方法降低了三轴试验机的利用率，延长了一组试验所需时间，同时采用分层制样时，每层试样击实高度不易准确测量，从而导致试样均匀性较差、密度离散性较大，以至于三轴试验结果的精度得不到保证，不能真实反映土石料的真实力学参数。由于自密实混凝土的兴起，堆石混凝土和胶结颗粒料成为一种新型环保的坝基材料，这种坝基的施工工艺是采用高性能自密实混凝土充填堆石料孔隙，坝基的基础材料从连续级配的土石料转变为级配不良的堆石料，胶结颗粒料的抗剪强度相对于堆石料的提高程度是选取自密实混凝土类型的重要参考指标，因此对堆石料进行三轴试验变得尤为重要。基于上述情况，迫切需要一种新型堆石料三轴试样制作装置及使用方法，以达到试样的均匀性高，密实度均一且能独立于试验机进行大批量制作试样的目的。
技术实现思路
本专利技术实施的目的在于提出一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，利用所述装置的制样机构和击实机构，实现不同级配堆石料独立于三轴试验机进行试样制样的目的，提高试样制作效率和减少三轴试验时间，同时保证试样均匀性高，密度均一的目的。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，包括：制样机构，包括对开模、套环、底座、透水板、透水石、橡胶套、O形环和真空泵，所述的对开模内部刻有螺纹状的凹痕，所述的透水板可嵌入底座的凹槽中；击实机构，包括击实锤，击实垫板、导向杆、测量杆、导向杆固定仪，测试尺，所述的导向杆和击实垫板通过固定于导向杆末端的金属球衔接。优选地，所述的两片对开模上均有抽气导管且内壁刻有螺旋状的凹痕，利于橡胶套在真空泵抽气作用下紧紧吸附于制样筒内壁。优选地，所述的两片对开模分别有凸形接口和凹形接口，凹形接口的尺寸略大于凸形接口，且凹形接口内含有一层弹性密封垫片。优选地，所述的透水板和透水石的直径相同，透水板下端直径略小于底座凹槽的直径。优选地，所述的橡胶膜比普通的橡胶膜长8cm，实现橡胶膜在制样完成后可以分别固定与上、下两块透水板上。优选地，所述的击实锤导向杆和击实垫板通过固定于导向杆末端的金属球衔接，金属球的直径大于导向杆的直径。优选地，所述的测量杆为高刚度金属杆，杆头为针状，一端通过螺栓固定于导向杆，一端指向高度测试尺。优选地，所述的测试尺在竖直方向可调节高度，每次击实都从0刻度开始，易于读数。本专利技术还公开了上述击锤式堆石料三轴试样制样装置的使用方法，包括以下步骤：a、将底座放于水平平面上，把透水板放置于底座凹槽中，将透水石放于透水板上，将橡胶膜套至透水板底部，用O形环把橡胶膜固定于透水板上，组合对开模，并用套环将对开模密封，把伸出制样筒外部的橡胶膜翻至制样筒外壁并用O形环固定，用橡胶管连接抽气导管和真空泵，抽取空气使橡皮膜紧紧依附于制样筒内壁；b、将按一定质量并均匀搅拌的堆石料装入橡皮膜内，放入导向杆与击实垫板组合体以及击实锤，用定位仪固定导向杆位置，调节测试尺高度使击实测量杆指向0刻度线，使用击实锤击实堆石料，当测量杆指向设定的高度时停止击实；c、重复步骤b直至试样高度达到试验要求，在试样顶部放入透水石和透水板，把击实锤放在透水板表面，停止抽真空，取下制样筒外部的O形环，并用O形环把橡胶膜固定于透水板上；d、试验完毕，按组装相反顺序依次拆除部件并妥善保管堆石料三轴试样。与现有堆石料三轴试样制作方法相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术涉及的击锤式堆石料三轴试样制样装置，制样机构和击实机构相互密切配合，以达到试样均匀性高，密实度均一且能独立于试验机进行大批量制作试样的目的；两片对开模通过凹凸形接口初步连接，再用套环进行密封，易于制样筒的组装和拆卸，同时能较快抽取制样筒和橡胶膜之间的空气；对开模的内壁刻有螺纹状凹痕，利于橡胶膜紧紧吸附于制样筒内壁；透水板的直径略小于底座凹槽的直径，实现试样在较轻微的人工扰动下取出；击实锤导向杆和击实垫板通过固定于导向杆末端的金属球衔接，保证击实作用下堆石料受力更加均匀，试样均匀性更好；测量杆和测试尺的配合，可以准确量测击实的高度；导向杆定位仪由两根仅能水平旋转90度金属杆和卡扣，实现了定位的准确性和装置的易拆卸性。附图说明图1是本专利技术一种击锤式堆石料三轴试样制样装置图2为本专利技术实施例中堆石料试样示意图图3为本专利技术实施例中导向杆定位仪结构示意图图4为本专利技术实施例中透水板结构示意图图5为本专利技术实施例中对开模结构示意图图6为本专利技术实施例中导向杆与击实垫片的结构示意图其中1-测试尺，2-测量杆，3-橡胶膜，4-O型环，5-套环，6-抽气导管，7-对开模，8-透水石，9-底座，10-透水板，11-堆石料，12-击实垫板，13-击实锤，14-击实锤导向杆，15-U形卡扣，16-导向杆定位仪，17-真空泵，18-金属圆球。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述：图1、图2、图3、图4、图5和图6所示一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，包括1-测试尺，2-测量杆，3-橡胶膜，4-O型环，5-套环，6-抽气导管，7-对开模，8-透水石，9-底座，10-透水板，11-堆石料，12-击实垫板，13-击实锤，14-击实锤导向杆，15-U形卡扣，16-导向杆定位仪，17-真空泵，18-金属圆球。在本专利技术中，所述的制样机构包括两片对开模7，所述对开模7凸形接口与凹形接口尺寸相吻合，先通过凸形和凹形接口将对开模7组成制样筒，再用套环5将两片对开模7无缝连接；所述的透水板10上端是圆形凸起端，下端底面存在与凸起端同直径的凹槽，透水板10的下端直径略小于底座9凹槽的直径，用所述的O形环4将橡胶套3固定于透水板10凸起端；所述的橡胶膜3的长度长于对开模7，在击实过程中，橡胶膜7外翻于制样筒外壁并用O形环4固定；所述的导向杆14与击实垫片12通过固定于导向杆14底端的金属圆球18衔接；所述的导向杆定位仪16包括两根可水平转动90度的金属杆，金属杆最外端构型是半圆形的金属环，通过两个卡扣15将两根金属杆衔接；所述的测试尺1可上下抽拉；所述的击实锤13在击实高度测量杆2与击实垫板12之间沿着导向杆14上下移动。结合图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，先将底座9放于水平平面上，然后组装制样机构，待制样桶等组装完成，抽取橡胶膜3与制样筒之间的空气。进一步将称量好的堆石料11放入制样筒中，将导向杆14和击实垫片12的组合体放入堆石料表面，击实锤13沿导向杆14放入，将测量杆2固定于导向杆14上端，旋转定位仪16，使导向杆14放于定位杆的圆环内，用U形卡扣15将两根定位杆衔接，调整测试尺1的高度，使测量杆2的指向0刻度线。其试验步骤大致如下：a、将底座放于水平平面上，把透水板放置于底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，其特征在于：所述的击锤式堆石料三轴试样制样装置包括：制样机构，包括对开模、套环、底座、透水板、透水石、橡胶套、O形环和真空泵，所述的两片对开模分别具有凹形和凸形接口，凹凸接口初步连接后，通过套环进行密封，所述的橡胶套下部固定于下部透水板，上部固定于制样筒外侧并在真空泵的作用下紧紧依附于对开模内壁，所述的对开模内壁上刻有螺纹状的凹痕。击实机构，包括击实锤，击实垫板、导向杆、测量杆、导向杆定位仪和测试尺，所述的导向杆末端连接一个金属球并嵌入击实垫板内部，所述的测量杆一端通过螺栓固定于导向杆，另一端指向测试尺。

【技术特征摘要】
1.一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，其特征在于：所述的击锤式堆石料三轴试样制样装置包括：制样机构，包括对开模、套环、底座、透水板、透水石、橡胶套、O形环和真空泵，所述的两片对开模分别具有凹形和凸形接口，凹凸接口初步连接后，通过套环进行密封，所述的橡胶套下部固定于下部透水板，上部固定于制样筒外侧并在真空泵的作用下紧紧依附于对开模内壁，所述的对开模内壁上刻有螺纹状的凹痕。击实机构，包括击实锤，击实垫板、导向杆、测量杆、导向杆定位仪和测试尺，所述的导向杆末端连接一个金属球并嵌入击实垫板内部，所述的测量杆一端通过螺栓固定于导向杆，另一端指向测试尺。2.根据权利要求1所述的一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，其特征在于：所述的两片对开模分别具有对称性凹形和凸形接口，凹口尺寸略大于凸口尺寸，凹口内侧有一层弹性垫片，在套环作用下实现对开模紧密结合。3.根据权利要求1所述的一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，其特征在于：所述的对开模内壁刻有螺旋状凹痕，凹痕不贯通上、下两端面。4.根据权利要求1所述的一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，其特征在于：所述的透水板上端是圆形凸起端，下端底面有与凸起端同直径的凹槽，透水板的下端直径略小于底座凹槽的直径。5.根据权利要求1所述的一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，其特征在于：所述的橡胶套通过O型环固定于透水板。6.根据权利要求1所述的一种击锤式堆石料三轴试样制样装置，其特征在于：所述的透水板四周和中心均匀分布直径为2mm的透水孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：金峰，王卫，周虎，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11