一种拼装式空心扭剪仪制样工具及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种拼装式空心扭剪仪制样工具，包括模具，模具，包括内模组件、外模组件、底座，施压顶帽；外模组件可拆卸设置在底座内，外模组件套设在内模组件外并与内模组件形成制模腔，且外模组件可拆卸安装在底座上；施压顶帽与内模组件配合。使用方法为：步骤S1，组装模具；步骤S2，制备土样；步骤S3，制样；步骤S4，初步拆模；步骤S5，脱模；与普通制件方法相比，本发明专利技术的模具制作空心圆柱扭剪试验重塑土样的速度快、生产效率高、生产周期短、节省人力物力、降低试验误差的优点。

A Sampling Tool for Assembled Hollow Torsion Shearing Instrument and Its Application Method

【技术实现步骤摘要】
一种拼装式空心扭剪仪制样工具及其使用方法
本专利技术涉及土工试验领域，具体涉及一种拼装式空心扭剪仪制样工具及其使用方法。
技术介绍
GDS空心圆柱扭剪仪是目前国内外公认的较好的设备，空心扭剪仪由于能独立控制轴力、扭矩、内围压和外围压，可以实现大主应力不同方向的加载，已被广泛用于研究土体的各向异性。但是传统GDS空心扭剪存在重塑土样制样困难、脱模时对土样损伤大、并且试验误差较大的问题。
技术实现思路
本专利技术主要为解决GDS空心扭剪重塑土样制样困难、脱模时对土样损伤大、并且试验误差较大等问题，从而提供一种拼装式空心扭剪仪制样工具及其使用方法。相比传统制样方式，本专利技术采用千斤顶压实土样，并且在模具的连接处设置滚珠，不仅使土样压实度均匀并且方便脱模，对土样损伤小。一种拼装式空心扭剪仪制样工具，包括模具，所述模具，包括内模组件、外模组件、底座，施压顶帽；外模组件可拆卸设置在底座内，外模组件套设在内模组件外并与内模组件形成制模腔，且外模组件可拆卸安装在底座上；施压顶帽与内模组件配合。具体地，所述内模组件，包括内模、内模上接筒、内模下接筒；所述内模包括若干内模块，各内模块之间首尾相接拼装在一起，内模上接筒与内模上端面可拆卸连接，内模下接筒与内模下端面可拆卸连接，并与底座插拔式连接。所述内模块的右端面设有插接凹槽Ⅰ，内模块的左端面间隔设有若干滚轮，各滚轮位于同一竖直线上，且各滚轮在原地滚动；内模块通过滚轮的突出部与相邻内模块的插接凹槽Ⅰ拼接；内模块通过插接凹槽Ⅰ与另一相邻内模块的滚轮的突出部拼接；在内模块的上端面设有上卡接槽Ⅰ，上卡接槽Ⅰ与内模上接筒的下卡接块Ⅰ插接配合；在内模块的下端面设有下卡接槽Ⅰ，下卡接槽Ⅰ与内模下接筒的上卡接块Ⅰ插接配合。所述内模下接筒的下端面设有下卡接槽Ⅱ，下卡接槽Ⅱ与底座内的卡接块插接配合。所述外模组件，包括外模、外模套筒、外模上接筒、外模下接筒；所述外模包括若干外模块，各外模块相互之间首尾相接拼装在一起，外模套筒套设在外模上并与底座接触，外模上接筒与外模的上端面可拆卸连接，外模下接筒与外模的下端面可拆卸连接，且外模下接筒安装在底座内支撑外模；外模套设在内模外并与内模形成制模腔。所述外模块的左端面设有插接凹槽Ⅱ，外模块的右端面设有插接凸起，外模块的外圆周壁上设有滚轮排，外模块通过插接凹槽Ⅱ与相邻外模块的插接凸起插接；外模块通过插接凸起与相邻外模块的插接凹槽Ⅱ插接；滚轮排与外模套筒内壁的限位槽相配合；在外模块的上端面设有上卡接槽Ⅱ，上卡接槽Ⅱ与外模上接筒的下卡接块Ⅱ插接配合，外模块的下端面设有下卡接槽Ⅱ，下卡接槽Ⅱ与外模下接筒的上卡接块Ⅱ插接配合。优选地，本专利技术还包括制样架和脱模架，模具在制样架上制样，在脱模架上脱模。所述脱模架设有凸块和土样支撑环，凸块插入内模的中空部分，制备的土样由土样支撑环支撑，在凸块与土样支撑环之间是内模脱落区，在土样支撑环外是外模脱落区，脱去内模和外模后土样留在土样支撑环上。一种拼装式空心扭剪仪制样工具的使用方法，步骤为：步骤S1，组装模具；首先将底座放置到制样架上，然后在底座内自下而上依次放置内模下接筒、内模、内模上接筒；接着，在底座内自下而上依次放置内模下接筒、外模、外模上接筒；再者，放置外模套筒完成组装；最后，在模具中与土样接触部分均涂抹一层凡士林；步骤S2，制备土样；根据试验所需制样的干密度和含水率，计算整体土样的质量并进行称取；步骤S3，制样；将称取好的土样倒入模具内并搅拌平整，把施压顶帽放入模具中，利用千斤顶，使顶帽全部压入模具；千斤顶底部在顶帽上，通过施力在制样架顶部钢板，完成试样压实；压进去以后，取下千斤顶，顶帽，内模上接筒和外模上接筒；因为实际操作中发现单面压实会出现土样上部密实，下部疏松的情况，所以将去掉内模上接筒和外模上接筒的剩下部分倒置，取下底座，放置上顶帽，再次进行压实。步骤S4，初步拆模；首先，依次拆下施压顶帽、外模上接筒、内模上接筒，并将模具倒置；然后拆下底座，将施压顶帽放入模具底部，再次用千斤顶施压，施压顶帽完全压入模具后，依次卸下施压顶帽、外模下接筒、内模下接筒；步骤S5，脱模；将初步拆模后所剩部分放到脱模架上，脱模架中间的凸块恰好嵌入内模中空部分，借助实验室简单工具，把内模及外模一块一块拆下，最后只留下制备的土样。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：与普通制件方法相比，本专利技术的模具制作空心圆柱扭剪试验重塑土样的速度快、生产效率高、生产周期短、节省人力物力、降低试验误差的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术底座的结构示意图。图2为本专利技术内模下接筒的结构示意图。图3为本专利技术内模上接筒的结构示意图。图4为本专利技术内模的结构示意图。图5为本专利技术内模块的结构示意图。图6为本专利技术外模块的结构示意图一。图7为本专利技术外模块的结构示意图二。图8为本专利技术外模的结构示意图。图9为本专利技术外模套筒的结构示意图。图10为本专利技术外模上接筒的结构示意图。图11为本专利技术外模下接筒的结构示意图。图12为本专利技术施压顶帽的结构示意图。图13为本专利技术制样架的结构示意图。图14为本专利技术脱模架的结构示意图。图15为本专利技术模具组装工艺图。具体实施方式下面将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付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。实施例1：一种拼装式空心扭剪仪制样工具，包括模具，所述模具，包括内模组件、外模组件、底座4，施压顶帽9；所述底座如图1所示，所述施压顶帽如图12所示，外模组件可拆卸设置在底座4内，外模组件套设在内模组件外并与内模组件形成制模腔，且外模组件可拆卸安装在底座4上；施压顶帽9与内模组件配合。具体地，所述内模组件，包括内模1、内模上接筒5、内模下接筒6；所述内模1，如图4所示，包括若干内模块1-1，各内模块1-1之间首尾相接拼装在一起，内模上接筒5，如图3所示，与内模1上端面可拆卸连接，内模下接筒6与内模1下端面可拆卸连接，并与底座4插拔式连接。如图5所示，所述内模块1-1的右端面设有插接凹槽Ⅰ1-2，内模块1-1的左端面间隔设有若干滚轮1-3，各滚轮位于同一竖直线上，且各滚轮在原地滚动；内模块1-1通过滚轮1-3的突出部与相邻内模块1-1的插接凹槽Ⅰ1-2拼接；内模块1-1通过插接凹槽Ⅰ1-2与另一相邻内模块1-1的滚轮1-3的突出部拼接；在内模块1-1的上端面设有上卡接槽Ⅰ1-4，上卡接槽Ⅰ1-4与内模上接筒5的下卡接块Ⅰ5-1插接配合，如图3所示；在内模块1-1的下端面设有下卡接槽Ⅰ1-5，下卡接槽Ⅰ1-5与内模下接筒6的上卡接块Ⅰ6-1插接配合，如图2所示。在本实施例中，所述内模是由五片内模块拼装而成，且每个内模块的对应圆心角为72°。如图2所示，所述内模下接筒6的下端面设有下卡接槽Ⅱ6-2，下卡接槽Ⅱ6-2与底座4内的卡接块4-1插本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拼装式空心扭剪仪制样工具，包括模具，其特征在于：所述模具，包括内模组件、外模组件、底座（4），施压顶帽（9）；外模组件可拆卸设置在底座（4）内，外模组件套设在内模组件外并与内模组件形成制模腔，且外模组件可拆卸安装在底座（4）上；施压顶帽（9）与内模组件配合。

【技术特征摘要】
1.一种拼装式空心扭剪仪制样工具，包括模具，其特征在于：所述模具，包括内模组件、外模组件、底座（4），施压顶帽（9）；外模组件可拆卸设置在底座（4）内，外模组件套设在内模组件外并与内模组件形成制模腔，且外模组件可拆卸安装在底座（4）上；施压顶帽（9）与内模组件配合。2.根据权利要求1所述的拼装式空心扭剪仪制样工具，其特征在于：所述内模组件，包括内模（1）、内模上接筒（5）、内模下接筒（6）；所述内模（1）包括若干内模块（1-1），各内模块（1-1）之间首尾相接拼装在一起，内模上接筒（5）与内模（1）上端面可拆卸连接，内模下接筒（6）与内模（1）下端面可拆卸连接，并与底座（4）插拔式连接。3.根据权利要求2所述的拼装式空心扭剪仪制样工具，其特征在于：所述内模块（1-1）的右端面设有插接凹槽Ⅰ（1-2），内模块（1-1）的左端面间隔设有若干滚轮（1-3），各滚轮位于同一竖直线上，且各滚轮在原地滚动；内模块（1-1）通过滚轮（1-3）的突出部与相邻内模块（1-1）的插接凹槽Ⅰ（1-2）拼接；内模块（1-1）通过插接凹槽Ⅰ（1-2）与另一相邻内模块（1-1）的滚轮（1-3）的突出部拼接；在内模块（1-1）的上端面设有上卡接槽Ⅰ（1-4），上卡接槽Ⅰ（1-4）与内模上接筒（5）的下卡接块Ⅰ（5-1）插接配合；在内模块（1-1）的下端面设有下卡接槽Ⅰ（1-5），下卡接槽Ⅰ（1-5）与内模下接筒（6）的上卡接块Ⅰ（6-1）插接配合。4.根据权利要求2或3所述的拼装式空心扭剪仪制样工具，其特征在于：所述内模下接筒（6）的下端面设有下卡接槽Ⅱ（6-2），下卡接槽Ⅱ（6-2）与底座（4）内的卡接块（4-1）插接配合。5.根据权利要求1所述的拼装式空心扭剪仪制样工具，其特征在于：所述外模组件，包括外模（2）、外模套筒（3）、外模上接筒（7）、外模下接筒（8）；所述外模包括若干外模块（2-1），各外模块（2-1）相互之间首尾相接拼装在一起，外模套筒（3）套设在外模（2）上并与底座（4）接触，外模上接筒（7）与外模（2）的上端面可拆卸连接，外模下接筒（8）与外模（2）的下端面可拆卸连接，且外模下接筒（8）安装在底座（4）内支撑外模（2）；外模（2）套设在内...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹松，吴军，薛强强，付英杰，鲁霄立，程文娟，常利武，白林杰，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41