一种制备土环剪试样的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种制备土环剪试样的装置，包括底座、外筒、内筒与上盖，外筒和内筒均安装在底座上，所述底座上表面开设有底座外筒凹槽、底座内筒凹槽与底座排水孔，底座外筒凹槽和底座内筒凹槽的中心线重合且均为环形槽，底座排水孔垂直贯穿底座，且位于两个环形凹槽所围成的中间区域；所述内筒和外筒均开设有底部凸起台阶和螺栓孔；所述上盖开设有上盖排水孔、上盖侧洞与上盖排气孔，上盖底面为环形，其中心是圆形掏空区，上盖侧洞对称布置，其底部到上盖底面设有垂直贯穿排水孔，且上盖顶面到内部掏空区域设有垂直排气孔。本实用新型专利技术能根据试验需要配置不同含水率或不同高度的土样来进行环剪试验，装置结构简单，操作方便，制作的试样均匀、标准，具有推广应用的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种制备土环剪试样的装置
本技术涉及土木工程土工试验领域，具体涉及一种制备土环剪试样的装置。
技术介绍
环剪试样制备是土工环剪试验中非常关键的一个环节，试样密实度等因素对试验结果有非常大的影响。因此能快速高效制备出满足试验要求、符合实际的试样十分重要。采用环剪仪对于边坡稳定性分析、地质灾害发生的力学机理研究及其边坡渐进式破坏过程研究等具有重要的学术意义。与传统反复直剪仪相比，GCTS环剪仪的明显优势是在剪切过程中可以在一个方向进行连续剪切，并且剪切面积固定不变，还可施加较大的荷载，可研究大变形条件下的强度降低问题等优点。目前已有采用环剪仪进行砂土残余强度试验，和土与结构界面的研究等，但由于缺少制作土环剪试样的装置，所以还存在一些问题，如土样高度不均匀或密实度无法满足试验要求都会影响试验最终测量结果，土样含水率无法控制，则不能研究土体含水率对残余强度影响的相关问题。所以本技术克服了环剪试样制样过程中无法控制土样含水率和高度等缺陷，装置结构简单，操作方便，制作的试样均匀、标准。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种制备土环剪试样的装置，以解决现有的环剪试样制样过程中无法控制土样含水率和密实度等问题。本技术解决技术问题所采用的技术方案：一种制备土环剪试样的装置，包括底座、外筒、内筒与上盖，外筒和内筒均安装在底座上，上盖底面环形尺寸与内筒外筒围成的环形凹槽相匹配；所述底座上表面开设有底座外筒凹槽、底座内筒凹槽与底座排水孔，底座外筒凹槽和底座内筒凹槽的中心线重合且均为环形槽，底座排水孔垂直贯穿底座，且位于两个环形凹槽所围成的中间区域，均匀布置；所述内筒开设有内筒底部凸起台阶和内筒螺栓孔；所述外筒开设有外筒底部凸起台阶和外筒螺栓孔；所述上盖开设有上盖排水孔、上盖侧洞与上盖排气孔，上盖底面为环形，其中心是圆形掏空区，上盖侧洞对称布置，其底部到上盖底面设有垂直贯穿排水孔，且上盖顶面到内部掏空区域设有垂直排气孔。所述的内筒和外筒由表面光滑的铝合金制成，底座和上盖由304不锈钢制成。一种制备土环剪试样装置的使用方法：包括以下步骤：1）将内筒置于底座上，底部凸起对准凹槽，拧紧内筒固定螺栓；2）将外筒置于底座上，底部凸起对准凹槽，拧紧外筒固定螺栓；3）将土样放入内外筒之间的环形区域中，将上盖对准环形区域放下，压在土样上；5）根据试验需要控制压实时间，压实结束后，将上盖拿出；6）将内外筒固定螺栓放松，同时拿起内外筒，置于GCTS环剪仪的下剪切盒上；7）再将上盖对准环形区域，放下，便于推出土样进入GCTS环剪仪的下剪切盒中，移开外筒、内筒和上盖，便可开始试验。本技术进一步的设置在于：（1）铝合金内筒和外筒高度均为30mm，内筒壁厚为8mm，内筒内直径96mm，内筒底部有一圈环形凸起定位台阶，高度4mm，内筒的内圈有四个对称的螺栓孔；外筒壁厚7mm，外筒内直径152mm，外筒底部有一圈环形凸起定位台阶，高度4mm，外筒的外圈有四个对称的螺栓孔。（2）不锈钢板底座直径252mm，底座厚度13mm，底座表面开设有两圈环形凹槽，深度为4mm，两个凹槽内壁距离为40mm，底座排水孔垂直贯穿底座，直径2mm，位于两个环形凹槽所围成的中间区域，均匀布置；不锈钢上盖底部环形内径97mm，外径152mm，上盖整体高度72mm，内部掏空区域高度52mm，上盖侧洞为6个，对称布置，其底部到上盖底面设有垂直贯穿排水孔，直径2mm，且上盖顶面到内部掏空区域设有对称布置的4个垂直排气孔。（3）通过上盖侧洞拿起上盖，将上盖置于内筒和外筒所围成的环形区域，便于压实土样，使土样成型。（4）压实过程中土样中多余的水通过底座排水孔和上盖排水孔排出，装置中的气体通过上盖排气孔排出。（5）当土样压实后，将上盖取出，再同时拿起内筒、外筒和中间的土样，放置在GCTS环剪仪的下剪切盒上，内外筒底部凸起定位台阶用于固定内外筒在下剪切盒上的位置，便于将土样准确推入下剪切盒中。本技术的有益效果在于：现有的环剪仪只能进行干砂试样的试验，不能控制试样含水率、密实度和高度等参数，采用此制样装置后，可以根据试验需要配置不同含水率、不同高度的土样来进行环剪试验。附图说明图1是本技术一种制备土环剪试样的装置剖面图。图2是本技术一种制备土环剪试样的装置上盖俯视图。图3是本技术一种制备土环剪试样的装置底座俯视图。图1中标号：1底座2底座外筒凹槽3底座排水孔4底座内筒凹槽5外筒底部凸起台阶6内筒底部凸起台阶7外筒螺栓孔8外筒9内筒10内筒螺栓孔11上盖排水孔12上盖侧洞13上盖14上盖排气孔。图2中标号：1上盖侧洞2上盖排水孔3上盖排气孔4上盖顶帽。图3中标号：1底座2外筒螺栓孔3底座外筒凹槽4底座内筒凹槽5内筒螺栓孔6底座排水孔。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本技术作进一步的说明。如图1所示，一种制备土环剪试样的装置，包括底座1、外筒8、内筒9与上盖13，外筒8和内筒9均安装在底座1，上盖13底面环形尺寸与内筒9外筒8形成的环形凹槽相匹配；所述底座上表面开设有底座外筒凹槽2、底座内筒凹槽4与底座排水孔3，底座外筒凹槽2和底座内筒凹槽4的中心线重合且均为环形槽，底座排水孔垂直贯穿底座，位于两个环形凹槽所围成的中间区域，均匀布置；所述内筒开设有内筒底部凸起台阶6和内筒螺栓孔10；所述外筒开设有外筒底部凸起台阶5和外筒螺栓孔7；所述上盖开设有上盖排水孔11、上盖侧洞12与上盖排气孔14，上盖底面为环形，其中心是圆形掏空区，上盖侧洞对称布置，其底部到上盖底面设有垂直贯穿排水孔，且上盖顶面到内部掏空区域设有垂直排气孔；其中内筒4和外筒5由表面光滑的铝合金制成，底座1和上盖13由304不锈钢制成。一种制备土环剪试样装置的使用方法：包括以下步骤：步骤1：将内筒和外筒置于底座上，内筒和外筒的底部凸起台阶嵌入底座表面凹槽中，然后转动内筒和外筒，将内筒和外筒的螺栓孔对准底座的螺栓孔，用螺栓拧紧，使三者形成一个整体；步骤2：剪出环形滤纸置于内外筒之间环形区域中，并在内外筒的内壁上涂抹一层凡士林，便于压实后推出土样；步骤3：根据试验要求的含水率，将干土加水调至目标值，并将土样均匀放入外筒和内筒围成的环形区域中，土样高度控制在25mm，并在顶面铺上浸湿的环形滤纸；步骤4：通过上盖侧洞拿起上盖，将上盖置于内筒和外筒所围成的环形区域中，便于压实土样，使土样成型；步骤5：压实过程中土样中多余的水通过底座排水孔和上盖排水孔排出，装置中的气体通过上盖排气孔排出；步骤6：根据试验需要控制压实时间，压实结束后，将上盖拿出；步骤7：将内筒和外筒固定螺栓放松，同时拿起内外筒和其中的土样，置于GCTS环剪仪的下剪切盒上，内外筒底部凸起定位台阶用于固定内外筒在下剪切盒上的位置，便于将土样准确推入下剪切盒中；步骤8：再将上盖对准环形区域放下，推出土样进入GCTS环剪仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备土环剪试样的装置，其特征在于：包括底座(1)、外筒(8)、内筒(9)与上盖(13)，外筒(8)和内筒(9)均安装在底座(1)，上盖(13)环形底面尺寸与内筒(9)外筒(8)围成的环形区域相匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备土环剪试样的装置，其特征在于：包括底座(1)、外筒(8)、内筒(9)与上盖(13)，外筒(8)和内筒(9)均安装在底座(1)，上盖(13)环形底面尺寸与内筒(9)外筒(8)围成的环形区域相匹配。


2.如权利要求1所述的一种制备土环剪试样的装置，其特征在于：内筒(9)和外筒(8)均由表面光滑的铝合金制成，底座(1)和上盖(13)由304不锈钢制成。


3.如权利要求1所述的一种制备土环剪试样的装置，其特征在于：所述底座上表面开设有底座外筒凹槽(2)、底座内筒凹槽(4)与底座排水孔(3)，底座外筒凹槽(2)和底座内筒凹槽(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永辉，闫富有，王一，张鼎浩，李嘉欣，李希锴，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南;41