具有饱和、转移试样功能的粗粒土三轴实验制样器制造技术

本实用新型专利技术属于粗粒土力学性质测试技术领域，具体涉及一种具有饱和、转移试样功能的粗粒土三轴实验制样器，包括反力架底座、试样帽和制样桶底座，反力架底座的上端安装固定连接有凸台，反力架底座上开设有环形槽，反力架底座的上开设有四个均匀分布的连接螺孔，每个连接螺孔的内部通过螺纹连接有刚性反力柱，凸台的外侧套接有橡胶膜，橡胶膜的外侧上下两端套接有两个对称分布的环形止水夹。与传统的方案相比，本方案通过控制进水阀、控水阀、抽气阀大幅度地减少了试样的饱和时间，实现快速饱和；同时通过起样孔、钢丝绳、起吊横梁可非常方便地转移试样到三轴试验机上，结构精妙，操作方便。方便。方便。

【技术实现步骤摘要】
具有饱和、转移试样功能的粗粒土三轴实验制样器


[0001]本技术属于粗粒土力学性质测试
，具体涉及一种具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器。

技术介绍

[0002]我国西北地区粗粒土地区分布广泛，兴建在粗粒土地基上或以粗粒土作为工程材料的大型水电工程的数量呈现出激增的态势，以至于水利工程中饱和粗粒土静、动力特性成研究为工程领域中重要的内容。粗粒土三轴试验测定力学性能时，通常从工程现场取散体粗粒土试样至室内试验室，通过制样模具将粗粒土重塑并制作成高径比为2
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2.5的圆柱体，且试样直径等于或者大于最大粒径5倍，故常采用一种直径200mm，高度450mm的标准圆柱试样。为了模拟粗粒土坝料在饱和状态下在运行的力学状态，通常将制作好的试样进行饱和处理后进行三轴试验。由于粗粒土为散粒体，在无外侧模板支撑下很难维持固定的形状。粗粒土的三轴试验中制样的通常的做法是在粗粒土三轴试验机的底座上安装制样模具通过采用人工击实、测量、旋压、液压、振动等静、动荷载等方式获取与实际工程中一致的试样总体密度且相对均匀的试样后，在通过试验机本身的加水压设备进行饱和。
[0003]现有技术中由于三轴试样体型较大，且粗粒土空隙率相对较大，若仅利用三轴试验机水泵或者高位水箱饱和土样，则需要耗费相当长的时间。且仅在水头作用下饱和，则可能在粗粒土试样之间发生饱和不均匀、不充分的现象。另外，粗粒土三轴力学实验往往需要制备多个试样进行对比结果，而常规饱和粗粒土三轴试样制备过程需要分层压实粗粒土、装卸制样器各部件，过程相对复杂且耗时。其制样过程只能在三轴压力试验机上进行，故一次只能制得一个试样，大大限制了实验的效率。常规粗粒土三轴试样不能实现在三轴压力实验机下制备多个试样再转移、运输到三轴试验机上进行力学实验，且转移过程中对粗粒土三轴试样的扰动程度难以控制，大大限制了粗粒土三轴试验的速度与制样质量控制。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法，解决了现有的饱和速度较慢、制样步骤限定在三轴压力试验机上进行，即同时制备试样数量单一且无法转移粗粒土试样，无法精准控制试样密度的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术提供一种具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器，包括反力架底座、试样帽和制样桶底座，所述反力架底座的上端安装有凸台，所述反力架底座上开设有环形槽，所述反力架底座的上开设有四个均匀分布的连接螺孔，每个所述连接螺孔的内部通过螺纹连接有刚性反力柱，所述凸台的外侧套接有橡胶膜，所述橡胶膜的外侧套接有两个对称分布的环形止水夹，所述制样筒底座的外侧固定连接有三瓣式圆形制样筒，所述橡胶膜与所述三瓣式圆形制样筒接触，所述三瓣式圆形制样筒上设置有接缝，所述三瓣式圆形制样筒上固定连接有多个均匀分布的卡槽紧箍，所述卡槽紧箍的内部通过螺纹连接有紧箍螺栓。
[0006]进一步，所述三瓣式圆形制样筒的内部滑动连接有推头圆饼，所述推头圆饼的内部转动连接有螺纹旋压杆，所述螺纹旋压杆的外侧通过螺纹连接有反力架圆形盖板，所述反力架圆形盖板上开设有中心螺栓孔，所述反力架圆形盖板上开设有多个均匀分布的连接螺栓孔，每个所述刚性反力柱上均通过螺纹连接有两个对称分布的螺栓帽，所述三瓣式圆形制样筒的内部设置有两个对称分布的透水板，所述环形止水夹的上端的内部套接有试样帽，所述试样帽的一侧固定连接有抽气阀，所述试样帽上中心至抽气阀间开设有透气孔。
[0007]进一步，所述凸台上设置有控水阀，所述反力架底座上设置有进水阀，所述凸台上开设有多个均匀分布的起吊孔，所述制样筒底座的内部设置有底座箍环，所述制样筒底座的内部设置有底座平台，所述制样筒底座的外侧固定连接有四个均匀分布的把手环，所述试样帽的外侧固定连接有四个均匀分布的把手环，所述起吊孔的内部固定连接有钢丝绳，所述钢丝绳的一端固定连接有起吊横梁。
[0008]进一步，所述凸台上开设有多个导水沟槽，多个所述导水沟槽在所述凸台上均匀分布。
[0009]进一步，四个所述刚性反力柱从所述连接螺栓孔中穿过，两个所述螺栓帽均与所述反力架圆形盖板接触。
[0010]进一步，所述透水板上开设有多个透水气孔，多个所述透水气孔在所述透水板上均匀分布。
[0011]进一步，所述凸台上开设有多个透水气孔，多个所述透水气孔在所述凸台上均匀分布。
[0012]进一步，所述反力架底座上开设有透水气孔，所述透水气孔在所述反力架底座的中心处开设。
[0013]进一步，所述钢丝绳从所述制样筒底座外侧的把手环的内部穿过，所述钢丝绳从所述试样帽外的把手环中穿过。
[0014]本方案的原理在于：饱和过程中，水从高位水箱通过导管到达反力架底座处进水阀，进入反力架底座中，穿越反力架底座从其顶面中心位置流入反力架底座以上的圆柱凸台中的竖向透水孔和控水阀到达圆柱凸台顶面，水流通过圆柱凸台顶面设置的环形与放射形状的导水凹槽，穿过透水板进入试样内部，直到到达试样的顶面的透水板和试样帽，穿过试样帽中的透气孔，从抽气阀排出。
[0015]试样饱和之后，关闭反力架底座上的进水阀及圆柱凸台上的控水阀。在维持负压条件下拆去外侧制样桶及制样桶底座，在橡胶膜外侧裹紧数层保鲜膜后保持试样直立。将4个吊钩插入圆柱凸台底侧的起吊孔中，利用吊机吊装横梁转移至三轴试验机上等待实验。
[0016]本方案的有益效果在于：本技术通过螺纹旋压杆带动推头圆饼精准控制分层重塑粗粒土总密度；通过控制进水阀、控水阀、抽气阀可实现快速饱和、试样脱模后自立；通过起样孔、钢丝绳、起吊横梁可实现在三轴压力实验机下制备多个试样、方便转移试样到三轴试验机上。与传统的设备相比，本方案可大幅度地减少试样的饱和时间，并可方便的转移至试验机上，操作方便。
附图说明
[0017]图1为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样
器及制样方法的示意图；
[0018]图2为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法的图1的底座的正视图
[0019]图3为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法的图1的三瓣式圆形制样筒的俯视图；
[0020]图4为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法的图3的局部放大图；
[0021]图5为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法的图1的三瓣式圆形制样筒的正视图；
[0022]图6为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法的反力架底座的爆炸图；
[0023]图7为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制样方法的凸台的爆炸图；
[0024]图8为本技术实施例具有饱和、转移试样功能的旋压式粗粒土三轴实验制样器及制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有饱和、转移试样功能的粗粒土三轴实验制样器，包括反力架底座、试样帽和制样筒底座，其特征在于：所述反力架底座的上端安装有凸台，所述反力架底座上开设有环形槽，所述反力架底座的上开设有多个均匀分布的连接螺孔，每个所述连接螺孔的内部通过螺纹连接有刚性反力柱，所述凸台的外侧套接有橡胶膜，所述橡胶膜的外侧套接有两个对称分布的环形止水夹，所述制样筒底座的外侧固定连接有制样筒，所述橡胶膜与所述制样筒接触，所述制样筒上设置有接缝，所述制样筒上固定连接有多个均匀分布的卡槽紧箍，所述卡槽紧箍的内部通过螺纹连接有紧箍螺栓。2.根据权利要求1所述的具有饱和、转移试样功能的粗粒土三轴实验制样器，其特征在于，所述制样筒为三瓣式圆形制样筒。3.根据权利要求2所述的具有饱和、转移试样功能的粗粒土三轴实验制样器，其特征在于：所述三瓣式圆形制样筒的内部滑动连接有推头圆饼，所述推头圆饼的内部转动连接有螺纹旋压杆，所述螺纹旋压杆的外侧通过螺纹连接有反力架圆形盖板，所述反力架圆形盖板上开设有中心螺栓孔，所述反力架圆形盖板上开设有多个均匀分布的连接螺栓孔，每个所述刚性反力柱上均通过螺纹连接有两个对称分布的螺栓帽，所述三瓣式圆形制样筒的内部设置有两个对称分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丰春，刘洪光，姜海波，吴亚中，古一栋，龙洋娟，李冰雪，蔡蕊，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：新型
国别省市：