半自动化原状土取样设备制造技术

本发明专利技术涉及一种半自动化原状土取样设备，包括加压装置、模型箱、不锈钢刀、支架、承载板、退刀垫板、侧推千斤顶、钢丝绳，模型箱搭设在不锈钢刀上，承载板盖设在模型箱顶面，加压装置位于模型箱正上方，加压装置经机架安装在地面上，加压装置的工作端抵靠承载板上侧面，支架套装在模型箱上并与模型箱连接固定，支架下侧面与模型箱下侧面齐平；开挖后，不锈钢刀位于槽底，退刀垫板与不锈钢刀等高且套设在不锈钢刀外，支架搭设在退刀垫板上，侧推千斤顶水平安装在槽底，侧推千斤顶的伸缩端抵靠退刀垫板侧面，侧推千斤顶固定端抵靠侧面土体，加压装置的工作端与退刀垫板经钢丝绳连接，本设备半自动化操作，切土效果好，取样过程对原状土体扰动小。

【技术实现步骤摘要】
半自动化原状土取样设备
本专利技术涉及晶片工装
的一种半自动化原状土取样设备。
技术介绍
为了研究含有较多大孔隙的原状土体在降雨条件下水分在其孔隙内部的迁移过程、大孔隙优先流现象、大孔隙空间分布特征及渗流机理等问题，往往需要获取大尺寸原状土体来为后续研究提供研究对象。现阶段原状土体取样方法使用较多的有：人工取土、半机械化取土、全自动化取土等。人工取土：先在现场完全采用人工挖掘的方式取样获取原状土体，然后再搬运回室内试验室，进行后续相关测试试验。此方法虽然也可获取相关试验结果，但在原状土体获取及搬运过程中难免会有震动及车辆颠簸的扰动，另一方面，在搬运过程中距离较远的话，原状土体中水分也会有一定蒸发，影响最终测试结果。最重要的是全程都是人工开挖，费时费力，且精确度一般。半机械化取土：先在现场采用取土装置再配合人力获取一定尺寸的原状土体，后续操作同上。这种方法虽然可以配置取土装置获得原状土体，但因为取土装置比较简易，且无刻度，因而对于取土尺寸的精度控制，无能为力。此外虽说配合了取土装置但其实大部分还是人力在运作，如：承重装置放置配重，都需要人力搬运上去，这无疑特别耗费体力。故而并不是特别好的选取。全自动化取土：这种方法虽可免去人工土体取样过程，但仅限于小尺寸土样取样，并多用于软土、软黏土、硬度不是特别大的取样对象，故而对于大尺寸坚硬程度较大的原状土体效果不明显；另一方面，全自动化取土方式，不能对取土现场情况做出灵活判断，尤其是靠近模型箱壁处1~3cm处。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，为研究含有较多大孔隙的原状土体在降雨条件下水分在其孔隙内部迁移过程、大孔隙渗流机理、大孔隙空间分布特征，本专利技术提出一种半自动化原状土取样设备及其使用方法。本专利技术解决技术问题所采用的方案是，一种半自动化原状土取样设备，包括加压装置、透明的模型箱、不锈钢刀、支架、承载板、退刀垫板、侧推千斤顶、钢丝绳，所述模型箱、不锈钢刀、支架同轴心，模型箱搭设在不锈钢刀上，承载板盖设在模型箱顶面，加压装置位于模型箱正上方，加压装置经机架安装在地面上，加压装置的工作端抵靠承载板上侧面，所述支架套装在模型箱上并与模型箱连接固定，支架下侧面与模型箱下侧面齐平；开挖前，不锈钢刀放置于土体表面，开挖后，不锈钢刀位于槽底，退刀垫板与不锈钢刀等高且套设在不锈钢刀外，支架搭设在退刀垫板上，侧推千斤顶水平安装在槽底，侧推千斤顶的伸缩端抵靠退刀垫板侧面，侧推千斤顶固定端抵靠侧面土体，钢丝绳设置若干根，各根钢丝绳一端连接加压装置的工作端，另一端依次连接退刀垫板的各个角部。进一步的，所述模型箱上设置有刻度线。进一步的，所述加压装置为竖直安装在机架上的液压油缸。进一步的，所述机架的支撑腿底面安装有承载垫板。进一步的，所述承载垫板下侧面中部竖置设置有与其制成一体的铆钉。进一步的，所述模型箱为圆筒状，材质为有机玻璃。进一步的，所述不锈钢刀为环形刀，刀刃形状为上厚下窄，内齐外斜。进一步的，所述支架包括上下间隔设置并与模型箱周侧壁连接固定的环形上框体、环形下框体，环形上框体、环形下框体外周经圆周均布的若干个直角框体相连接，直角框体与环形上框体、环形下框体焊接成一体，直角框体下侧面水平并与环形下框体下侧面齐平。进一步的，所述退刀垫板有至少两块单元板拼接构成，相邻的单元板经螺栓锁固，退刀垫板中部开设有用于容置不锈钢刀的通孔。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：结构简单，设计合理，半自动化操作，切土效果好，取样过程对原状土体扰动小、不易产生偏移，切土平整且易拆卸，加压与起升一体化，可为后续研究获取最佳的测试结果。附图说明下面结合附图对本专利技术专利进一步说明。图1为模型箱、支架和不锈钢刀间的连接结构示意图；图2为取土过程中本设备的总体剖面图；图3为加压装置提升土体示意图。图中：1-模型箱；2-不锈钢刀；3-支架；4-承载板；5-加压装置；6-承载垫板；7-机架；8-退刀垫板；9-侧推千斤顶；10-钢丝绳。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1-3所示，一种半自动化原状土取样设备，包括透明的模型箱1、不锈钢刀2、支架3、承载板4、加压装置5、承载垫板6、机架7、退刀垫板8、侧推千斤顶9、钢丝绳10，所述模型箱、不锈钢刀、支架同轴心，模型箱搭设在不锈钢刀上，承载板盖设在模型箱顶面，加压装置位于模型箱正上方，加压装置经机架7安装在地面上，加压装置的做动端抵靠承载板上侧面，所述支架套装在模型箱上并与模型箱连接固定，支架下侧面与模型箱下侧面齐平；开挖前，不锈钢刀放置于土体表面，开挖后，不锈钢刀位于槽底，退刀垫板与不锈钢刀等高且套设在不锈钢刀外，支架搭设在退刀垫板上，侧推千斤顶水平安装在槽底，侧推千斤顶的伸缩端抵靠退刀垫板侧面，侧推千斤顶固定端抵靠侧面土体，钢丝绳设置若干根，各根钢丝绳一端连接加压装置的工作端，另一端依次连接退刀垫板的各个角部，破土阶段，加压装置用于对模型箱进行加压，取样后，加压装置通过钢丝绳对模型箱进行提升，节省人力，并可保证受力的均匀性、准确性。在本实施例中，所述模型箱上设置有刻度线，刻度精度为1mm，供取样过程中实时查看取样深度情况。在本实施例中，所述加压装置为竖直安装在机架上的液压油缸。在本实施例中，所述机架的支撑腿底面安装有承载垫板6，承载垫板材料为钢板形状为方形，尺寸为0.2m×0.2m×0.1m。在本实施例中，所述机架的支撑腿为可伸缩的支撑腿，机架用于支撑加压装置的运作，并将力传递给承载垫板。在本实施例中，所述承载垫板下侧面中部竖置设置有与其制成一体的长度为0.1m的铆钉。在本实施例中，所述模型箱为圆筒状，材质为有机玻璃，模型箱共有3种不同尺寸，分别为直径D=10cm，高度H=20cm，厚度d=1cm；D=15cm，H=30cm，d=1.5cm；D=25cm，H=50cm，d=2cm；承载板为破土过程中对模型箱进行加压的辅助装置，承载板尺寸为模型箱直径的1.5倍，并且承载板中央画有模型箱直径大小的圆圈，便于模型处于中心、均匀受力。在本实施例中，所述不锈钢刀为环形刀，刀刃形状为上厚下窄，内齐外斜，这样可以更好地切开原状土体，便于模型箱深入；并不至于外部土体向内坍塌，影响原状土内孔隙的真实性。不锈钢刀共有3种不同刚度和尺寸，分别为环厚度1cm，刀刃长度3cm；环厚度1.5cm，刀刃长度4.5cm；环厚度2cm，刀刃长度6cm。在本实施例中，所述支架材料为钢材，包括上下间隔设置并与模型箱周侧壁连接固定的环形上框体、环形下框体，环形上框体、环形下框体外周经圆周均布的若干个直角框体相连接，直角框体与环形上框体、环形下框体焊接成一体，直角框体下侧面水平并与环形下框体下侧面齐平。在本实施例中，所述退刀垫板有至少两块单元板拼接构成，相邻的单元板经螺栓锁固，退刀垫板中部开设有用于容置不锈钢刀的通孔，退刀垫板形状为方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半自动化原状土取样设备，其特征在于：包括加压装置、透明的模型箱、不锈钢刀、支架、承载板、退刀垫板、侧推千斤顶、钢丝绳，所述模型箱、不锈钢刀、支架同轴心，模型箱搭设在不锈钢刀上，承载板盖设在模型箱顶面，加压装置位于模型箱正上方，加压装置经机架安装在地面上，加压装置的工作端抵靠承载板上侧面，所述支架套装在模型箱上并与模型箱连接固定，支架下侧面与模型箱下侧面齐平；开挖前，不锈钢刀放置于土体表面，开挖后，不锈钢刀位于槽底，退刀垫板与不锈钢刀等高且套设在不锈钢刀外，支架搭设在退刀垫板上，侧推千斤顶水平安装在槽底，侧推千斤顶的伸缩端抵靠退刀垫板侧面，侧推千斤顶固定端抵靠侧面土体，钢丝绳设置若干根，各根钢丝绳一端连接加压装置的工作端，另一端依次连接退刀垫板的各个角部。/n

【技术特征摘要】
1.一种半自动化原状土取样设备，其特征在于：包括加压装置、透明的模型箱、不锈钢刀、支架、承载板、退刀垫板、侧推千斤顶、钢丝绳，所述模型箱、不锈钢刀、支架同轴心，模型箱搭设在不锈钢刀上，承载板盖设在模型箱顶面，加压装置位于模型箱正上方，加压装置经机架安装在地面上，加压装置的工作端抵靠承载板上侧面，所述支架套装在模型箱上并与模型箱连接固定，支架下侧面与模型箱下侧面齐平；开挖前，不锈钢刀放置于土体表面，开挖后，不锈钢刀位于槽底，退刀垫板与不锈钢刀等高且套设在不锈钢刀外，支架搭设在退刀垫板上，侧推千斤顶水平安装在槽底，侧推千斤顶的伸缩端抵靠退刀垫板侧面，侧推千斤顶固定端抵靠侧面土体，钢丝绳设置若干根，各根钢丝绳一端连接加压装置的工作端，另一端依次连接退刀垫板的各个角部。


2.根据权利要求1所述的半自动化原状土取样设备，其特征在于：所述模型箱上设置有刻度线。


3.根据权利要求1所述的半自动化原状土取样设备，其特征在于：所述加压装置为竖直安装在机架上的液压油缸。


4.根据权利要求1所述的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：阙云，蔡沛辰，蒋何伟，马怀森，杨鹏飞，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建;35