一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法，至少包括四根钢管，底板固连在钢管上，底板上设置有电动千斤顶；板件一滑动连接在钢管上，板件一上固连施压装置，板件二固连在钢管上，板件二上连接若干个制土模具，顶板固连在钢管上，顶板上设置有若干个干湿循环模具，顶板的一侧开设有插槽，插槽中连接插板后，干湿循环模具与制土模具不相通，干湿循环模具的顶端向内伸入连接有水管；本发明专利技术通过电动千斤顶将土体一次性压入制土模具中，制样完成后，电动千斤顶可将试样推至可视化的干湿循环模具中进行干湿循环试验，并通过压力传感器可对试样的含水率变化，裂隙发育等进行监测，可实现自动制样、脱模及干湿循环试验。环试验。环试验。

【技术实现步骤摘要】
一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法


[0001]本专利技术属于岩土工程土工试验
，具体涉及一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法。

技术介绍

[0002]三轴试验虽然操作简单且快捷，但三轴试样的制备却需要试验人员花费较多时间，如果采用常规的制土器进行制样，随后再进行干湿循环试验，会极大地延误科研试验的进度，因此需要进行批量干湿循环后的试样制样装置的开发。
[0003]目前虽然已有可批量制作试样并脱模的制土器，如公开号为CN 111781050 A，专利技术名称为一种土体重塑样的制样脱模装置及使用方法，该装置采用双面压样配合带有刻度的模具，使获得的试样的均匀性与密度可以得到很好地控制，且制样、脱模一体化实现。但此类装置并不能够直接制作出经历多次干湿循环后的试样，仍然需要试验人员花费大量的时间进行后续的干湿循环试验装置布置、含水率监测、自然风干等一系列操作。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决现有三轴试样制备装置不能进行干湿循环的缺陷，提供一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置，至少包括四根钢管，四根钢管均相互平行且竖向设置，四根钢管上自下而上依次连接有底板、板件一、板件二和顶板，底板固连在钢管上，底板上设置有电动千斤顶；板件一滑动连接在钢管上，板件一的上底面上固连有若干个竖向设置的钢筋，钢筋的顶端固连有带压力传感器的圆形压头；
[0007]板件二固连在钢管上，板件二上开设有若干个贯穿板厚的通孔一，通孔一与圆形压头对应匹配设置，板件二的上底面上位于每个通孔一处设置有一个制土模具，若干个制土模具均相互平行且竖向设置，制土模具的两端均敞口，制土模具的顶端与顶板接触；
[0008]顶板固连在钢管上，顶板上开设有若干个贯穿板厚的通孔二，通孔二与制土模具对应匹配设置，顶板的上底面上位于每个通孔二处设置有一个干湿循环模具，若干个干湿循环模具均相互平行且竖向设置，干湿循环模具的两端均敞口，干湿循环模具的底端与制土模具相通，顶板的一侧开设有插槽，插槽与通孔二相通，插槽中活动式连接有插板，插槽中连接插板后，干湿循环模具与制土模具不相通，干湿循环模具的顶端向内伸入连接有水管；
[0009]电动千斤顶的伸缩端推动板件一在钢管上滑动，推动圆形压头伸入制土模具内进行制样，制样完成后，电动千斤顶的伸缩端继续推动圆形压头伸入制土模具内，将制成的土样推入干湿循环模具中。
[0010]本装置具有装配简单，可操作性强，可实现自动化制样、脱模并进行干湿循环试验的特点。借助此设备可显著缩短科研人员的制样时间，提高试验效率，避免不必要的人力成
本，为岩土工程室内试验的试样制备提供了新的思路。
[0011]优选地，电动千斤顶位于底板正中心位置。
[0012]优选地，干湿循环模具的顶端水管上设置有调节出水大小的滑轮。
[0013]优选地，四根钢管与底板之间螺纹连接，板件一与钢管通过滚轮、凹槽滑动连接，板件一与钢管连接的安装孔内侧连接有滚轮，钢管上开设凹槽，板件一的滚轮滑动连接在钢管的凹槽中；
[0014]连接板件二和顶板处的钢管上开设有径向的螺纹孔，相应地板件二和顶板处开设有螺纹孔，穿过板件二或顶板的螺纹孔向钢管中拧设螺栓，将板件二和顶板固定连接在钢管上。
[0015]优选地，据权利要求4所述的一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置，其特征在于，干湿循环模具和制土模具均为圆柱筒体结构。
[0016]优选地，干湿循环模具为有机玻璃材质，可以观察内部饱和情况。
[0017]优选地，顶板的上底面上位于每个通孔二处设置有一个凸起圆环，凸起圆环的外侧具有环向螺纹，干湿循环模具的底端通过螺纹连接在凸起圆环上，并与制土模具相通。
[0018]一种三轴试样批量制作方法，包括：
[0019](1)启动电动千斤顶，电动千斤顶推动板件一上移，使圆形压头正好进入制土模具中，此时记录下电动千斤顶的上升高度h1；
[0020](2)在插板底面及制样模具侧壁涂抹凡士林或机油；
[0021](3)按照三轴试验所需试样要求称取多份质量相等的土体，分别加入制样模具中；
[0022](4)将插板插入顶板插槽中；
[0023](5)启动电动千斤顶，使得板件一平稳上升至试验所需高度后，关闭电动千斤顶；
[0024](6)将插板从顶板的插槽中抽出；
[0025](7)将干湿循环模具通过其底端的螺纹固定于顶板之上；
[0026](8)电动千斤顶推动板件一继续上升，使试样从制样模具中被推出，被推入干湿循环模具中；
[0027](9)当试样完全进入干湿循环模具中后，关闭电动千斤顶；
[0028](10)将水箱放置于高于干湿循环模具的高度，并将水箱软管与干湿循环模具顶部的水管相连；
[0029](11)调整水管上的调节滑轮，使得水流速度较小；
[0030](12)对压力传感器数据清零，开始试样饱和；
[0031](13)通过位于圆形构件中的压力传感器监测试样重量的变化，试样增加的重量即为水分的增加重量，如干湿循环试验所需要的试样初始质量为m
初始
，饱和含水率为w2，干燥含水率为w3，试样初始含水率为w1，则当试样增加重量达到时，将调节滑轮调至关闭状态，停止饱和，进入干燥状态，当试样减少质量达到时，重新打开调节滑轮，进行饱和，直到达到实验所需要的干湿循环次数；
[0032](14)干湿循环结束后，将干湿循环模具从顶板上拆除，将已经历干湿循环的试样取下；
[0033](15)将电动千斤顶上升距离清零，将板件一移回至初始位置。
[0034]本专利技术具有以下技术效果：
[0035]本专利技术通过电动千斤顶将土体一次性压入制土模具中，避免了分层密实制土方法容易造成试样中间产生裂隙、无法保证密实度、多次加土操作麻烦、浪费人力、时间等关键技术问题。制样完成后，电动千斤顶可将试样推至可视化的干湿循环模具中进行干湿循环试验，并通过压力传感器可对试样的含水率变化，裂隙发育等进行监测，可实现自动制样、脱模及干湿循环试验，节约人力、时间成本。
[0036]本专利技术中试样的高度和大小可通过制土模具的直径、施压装置的高度及电动千斤顶的抬升高度控制，整个装置装配可操作性强。
附图说明
[0037]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0038]图2是干湿循环模具的结构示意图；
[0039]图3是板件一的结构示意图；
[0040]图4是施压装置安装在板件一的结构示意图；
[0041]图5是顶板的结构示意图；
[0042]图6是底板的结构示意图；
[0043]图7是水箱的结构示意图；
[0044]图8是钢管的结构示意图。
[0045]图中：1、底板，2、电动千斤顶，3、板件一，5、板件二，6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置，其特征在于，至少包括四根钢管，四根钢管均相互平行且竖向设置，四根钢管上自下而上依次连接有底板、板件一、板件二和顶板，底板固连在钢管上，底板上设置有电动千斤顶；板件一滑动连接在钢管上，板件一的上底面上固连有若干个竖向设置的钢筋，钢筋的顶端固连有带压力传感器的圆形压头；板件二固连在钢管上，板件二上开设有若干个贯穿板厚的通孔一，通孔一与圆形压头对应匹配设置，板件二的上底面上位于每个通孔一处设置有一个制土模具，若干个制土模具均相互平行且竖向设置，制土模具的两端均敞口，制土模具的顶端与顶板接触；顶板固连在钢管上，顶板上开设有若干个贯穿板厚的通孔二，通孔二与制土模具对应匹配设置，顶板的上底面上位于每个通孔二处设置有一个干湿循环模具，若干个干湿循环模具均相互平行且竖向设置，干湿循环模具的两端均敞口，干湿循环模具的底端与制土模具相通，顶板的一侧开设有插槽，插槽与通孔二相通，插槽中活动式连接有插板，插槽中连接插板后，干湿循环模具与制土模具不相通，干湿循环模具的顶端向内伸入连接有水管；电动千斤顶的伸缩端推动板件一在钢管上滑动，推动圆形压头伸入制土模具内进行制样，制样完成后，电动千斤顶的伸缩端继续推动圆形压头伸入制土模具内，将制成的土样推入干湿循环模具中。2.根据权利要求1所述的一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置，其特征在于，电动千斤顶位于底板正中心位置。3.根据权利要求2所述的一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置，其特征在于，干湿循环模具的顶端水管上设置有调节出水大小的滑轮。4.根据权利要求3所述的一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置，其特征在于，四根钢管与底板之间螺纹连接，板件一与钢管通过滚轮、凹槽滑动连接，板件一与钢管连接的安装孔内侧连接有滚轮，钢管上开设凹槽，板件一的滚轮滑动连接在钢管的凹槽中；连接板件二和顶板处的钢管上开设有径向的螺纹孔，相应地板件二和顶板处开设有螺纹孔，穿过板件二或顶板的螺纹孔向钢管中拧设螺栓，将板件二和顶板固定连接在钢管上。5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：史海平，王保田，王培清，李文炜，李中尧，王毅，叶文武，何强，黄毅，苏立彬，吕光东，张永娟，
申请(专利权)人：西藏农牧学院，
类型：发明
国别省市：