一种制备空心圆柱试样的环形击实装置，底盘的内侧顶部设置有击实底座模块，内四瓣膜模块的底端依次插入击实底座模块的内四瓣膜放置孔中，内四瓣膜模块的顶端安装有中心定位模块；外三瓣膜模块的底端依次插入击实底座模块的外三瓣膜放置槽中；外三瓣膜模块的中部外侧套有外箍；内四瓣膜模块和外三瓣膜模块形成的土样槽中放置有空心圆柱土样；落锤模块安装于定位击实量测模块的底部，定位击实量测模块的顶部与中心定位模块连接。本实用新型专利技术具有原理简单、操作容易、制样快速、成样标准、含水率准确、密实度均匀、脱模扰动小、节约材料等特点，还适用于非饱和空心圆柱试样的制备。还适用于非饱和空心圆柱试样的制备。还适用于非饱和空心圆柱试样的制备。
【技术实现步骤摘要】
一种制备空心圆柱试样的环形击实装置
[0001]本技术涉及空心圆柱试样的制备
，尤其是一种制备空心圆柱试样的环形击实装置。
技术介绍
[0002]随着城市化的不断推进，岩土地下工程设计由土体破坏控制向土体变形控制转变，对土体进行更符合实际应力路径的力学试验是现阶段的土力学研究的关键任务。
[0003]空心圆柱扭剪仪作为最先进的土工仪器之一，是探究土体在含主应力轴偏转的复杂应力路径下力学性质的重要手段。然而，空心圆柱试样高度大、侧壁薄的特点给制样工作带了很大困难。
[0004]击实法操作简单、制样快速，是目前使用最广泛的重塑土样制备方法之一。利用该方法制备重塑空心圆柱试样时，通常击出圆柱土样(直径100mm
×
高度200mm)，再利用切削器切削出内孔，得到标准空心圆柱试样(内径60mm
×
外径100mm
×
高度 200mm)。
[0005]但是，实际操作过程中发现该方法存在以下问题：
[0006]问题(1)在钻孔过程中，端部会产生明显的挤土效应，土体被挤出，增大端部土体的高度并破坏其内、外径边缘的土体结构；
[0007]问题(2)在刀头进入土体一定深度后，钻孔的竖直度很难保证，易造成空心圆柱试样壁厚的不均匀；
[0008]问题(3)切削后试样顶端与内壁的密实度较其他部位均有不同程度的增大，特别是对于不经后续饱和步骤、含水率控制严格的非饱和土来说，该问题将会对后续试验产生不可忽视的影响；
[0009]问题(4)若击实所用土样含水率不高或土颗粒粒径较大，在钻孔过程中易导致内径壁形成不可修补的坑洼，在试验中内压会使乳胶膜嵌入其中形成麻面，导致试验数据量测的不准确，甚至增加乳胶膜破裂的风险。
[0010]问题(5)土样中水的存在、钻孔产生的挤土效应使得试样与护壁贴合十分紧密，且完成钻孔的试样侧壁很薄(厚度为20mm)，拆卸护壁过程中，护壁与土样脱离困难，极易造成土样侧壁不同程度的开裂，最终导致制样的失败。
[0011]针对以上问题，提出了一种制备空心圆柱试样的环形击实装置。
技术实现思路
[0012]为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种制备空心圆柱试样的环形击实装置。
[0013]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0014]一种制备空心圆柱试样的环形击实装置，包括有底盘8、击实底座模块1、内四瓣膜模块2、中心定位模块4、落锤模块6、定位击实量测模块7和外三瓣膜模块 15。
[0015]底盘8整体呈凹型圆盘式结构，底盘8的内侧顶部设置有击实底座模块1，内四瓣膜
模块2的外壁均匀涂抹凡士林，内四瓣膜模块2的底端依次插入击实底座模块1 的内四瓣膜放置孔102中，内四瓣膜模块2的顶端安装有中心定位模块4。
[0016]外三瓣膜模块15的内壁整体及外壁底部均匀涂抹凡士林，外三瓣膜模块15的底端依次插入击实底座模块1的外三瓣膜放置槽103中。
[0017]外三瓣膜模块15的中部外侧套有外箍14，将外三瓣膜模块15固定成圆筒形整体。
[0018]内四瓣膜模块2和外三瓣膜模块15形成的土样槽中放置有空心圆柱土样3；空心圆柱土样3的顶部设置有落锤模块6，落锤模块6安装于定位击实量测模块7的底部，定位击实量测模块7的顶部与中心定位模块4连接。
[0019]优化的，击实底座模块1包括有击实底座101、内四瓣膜放置孔102、外三瓣膜放置槽103和橡胶内膜塞104；其中，内四瓣膜模块2依次插入内四瓣膜放置孔102 中，橡胶内膜塞104安装于内四瓣膜模块2形成的内膜孔中，外三瓣膜模块15依次插入外三瓣膜放置槽103中。
[0020]优化的，内四瓣膜模块2包括有内四瓣膜A201、内四瓣膜B202、内四瓣膜 C203和内四瓣膜D204；其中，内四瓣膜A201和内四瓣膜B202的形状相同，内四瓣膜C203的横截面为120度的环形；内四瓣膜D204的横截面为梯形。
[0021]优化的，中心定位模块4包括有中心定位杆基座401、中心定位杆延长段402、中心定位杆403和水准气泡404；中心定位杆基座401包括有四瓣膜卡槽405、基座连接螺栓406；其中，中心定位杆基座401的底部外侧设置有一圈内凹状的四瓣膜卡槽405，四瓣膜卡槽405内侧壁涂抹适量凡士林；中心定位杆基座401的顶部通过基座连接螺栓406连接有中心定位杆延长段402，中心定位杆延长段402顶部螺纹连接有中心定位杆403，中心定位杆403的顶部还设置有水准气泡404。
[0022]优化的，落锤模块6包括有落锤杆601和环形落锤5；环形落锤5包括有环形落锤本体501、落锤杆连接螺孔502和击实杆孔503；其中，环形落锤5整体通过落锤杆连接螺孔502套于落锤杆601上，击实杆孔503套于定位击实量测模块7的击实杆702上。
[0023]优化的，定位击实量测模块7包括有环形击实底盘701、击实杆702、连接螺栓 703、中心定位器704、中心定位孔705和刻度线706；其中，环形击实底盘701整体为圆环形，环形击实底盘701的上部设置有击实杆702，击实杆702的顶部通过连接螺栓703连接有中心定位器704，中心定位器704的中部设置有中心定位孔705；击实杆702的外周还设置有刻度线706。
[0024]优化的，环形击实装置还包括有外筒延长段13、顶盘10、支撑杆9和调节螺栓 12；外筒延长段13安装于外三瓣膜模块15的顶部，顶盘10套接于外筒延长段13和外三瓣膜模块15的连接处外侧，支撑杆9贯穿于顶盘10预留的通孔，且螺旋安装于底盘8上预留的螺纹孔中，支撑杆9的顶部设有调节螺栓12。
[0025]优化的，环形击实装置还包括有拆样垫圈组件11，拆样垫圈组件11包括有底面拆样垫圈1101和顶面拆样垫圈1102，其中，底面拆样垫圈1101为两片半圆的圆环形；顶面拆样垫圈1102为整圆的圆环形。
[0026]本技术和现有技术相比，本技术利用内壁、外壁形成具有标准尺寸的土样槽，配合落锤模块6完成空心圆柱土样的击实；击实杆702将量测高度与校准击实的功能相结合，既保证了击实功尽可能少的损耗，又解决了土样槽深且狭窄不便测量击实高度的
问题；中心定位模块4可以帮助进行更加及时、准确的内膜校正；倒置脱模，大大缩短了该过程中瓣膜与土体的接触路径；底面拆样垫圈1101和顶面拆样垫圈1102对空心圆柱试样端面的内、外边缘起到有效的保护，减少土体破碎的可能性；特殊的内四瓣膜模块2设计，在保证形成规定内径的前提下，可有效降低因为半径小、内壁厚造成的瓣膜间的挤力，兼具了制样准确性与拆卸方便性。本技术具有原理简单、操作容易、制样快速、成样标准、含水率准确、密实度均匀、脱模扰动小、节约材料等特点，同时，还适用于非饱和空心圆柱试样的制备。具体的，其优点在于：
[0027]优点1：橡胶内膜塞104与击实底座101的内四瓣膜孔共同作用，完成内四瓣本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备空心圆柱试样的环形击实装置，其特征在于：包括有底盘(8)、击实底座模块(1)、内四瓣膜模块(2)、中心定位模块(4)、落锤模块(6)、定位击实量测模块(7)和外三瓣膜模块(15)；底盘(8)整体呈凹型圆盘式结构，底盘(8)的内侧顶部设置有击实底座模块(1)，内四瓣膜模块(2)的外壁均匀涂抹凡士林，内四瓣膜模块(2)的底端依次插入击实底座模块(1)的内四瓣膜放置孔(102)中，内四瓣膜模块(2)的顶端安装有中心定位模块(4)；外三瓣膜模块(15)的内壁整体及外壁底部均匀涂抹凡士林，外三瓣膜模块(15)的底端依次插入击实底座模块(1)的外三瓣膜放置槽(103)中；外三瓣膜模块(15)的中部外侧套有外箍(14)，将外三瓣膜模块(15)固定成圆筒形整体；内四瓣膜模块(2)和外三瓣膜模块(15)形成的土样槽中放置有空心圆柱土样(3)；空心圆柱土样(3)的顶部设置有落锤模块(6)，落锤模块(6)安装于定位击实量测模块(7)的底部，定位击实量测模块(7)的顶部与中心定位模块(4)连接。2.根据权利要求1所述的制备空心圆柱试样的环形击实装置，其特征在于：击实底座模块(1)包括有击实底座(101)、内四瓣膜放置孔(102)、外三瓣膜放置槽(103)和橡胶内膜塞(104)；其中，内四瓣膜模块(2)依次插入内四瓣膜放置孔(102)中，橡胶内膜塞(104)安装于内四瓣膜模块(2)形成的内膜孔中，外三瓣膜模块(15)依次插入外三瓣膜放置槽(103)中。3.根据权利要求1所述的制备空心圆柱试样的环形击实装置，其特征在于：内四瓣膜模块(2)包括有内四瓣膜A(201)、内四瓣膜B(202)、内四瓣膜C(203)和内四瓣膜D(204)；其中，内四瓣膜A(201)和内四瓣膜B(202)的形状相同，内四瓣膜C(203)的横截面为(120)度的环形；内四瓣膜D(204)的横截面为梯形。4.根据权利要求1所述的制备空心圆柱试样的环形击实装置，其特征在于：中心定位模块(4)包括有中心定位杆基座(401)、中心定位杆延长段(402)、中心定位杆(403)和水准气泡(404)；中心定位杆基座(401)包括有四瓣膜卡槽(405)、基座连接螺栓(406)；其中，中心定...
【专利技术属性】
技术研发人员：滕越，扈萍，马少坤，刘莹，张西文，何本富，雍浩然，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。