本发明专利技术涉及一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置及试验方法，属于岩土和水利工程技术领域，包括制样框架和控制器，制样框架中空且前后两端均开口设置，制样框架内设置有相互配合使用的自动击实器和模具本体以及用于脱模的自动脱模器，自动击实器与控制器电连接；自动击实器包括从下至上依次连接的往复电机、输出轴、调节连接杆和击实块，往复电机固定在制样框架顶端，输出轴一端与往复电机传动连接，另一端与调节连接杆上下活动套接，击实块与调节连接杆自由端可拆卸的连接，调节连接杆沿长度方向设置标识槽，标识槽内设置有刻度标识。本发明专利技术避免了手动制样带来的偏差，使得试样制备更加精确，且操作简单，工作效率高。工作效率高。工作效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置及试验方法
[0001]本专利技术涉及一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置及试验方法，属于岩土和水利工程
技术介绍
[0002]在岩土工程的研究过程中，需要对岩石和土的各项物理力学参数进行测试，然而对一些难以取得或无法取得原状样的土和岩石则需要重塑试样进行研究。
[0003]目前，传统的制样设备只能通过击样器和压实器进行手动制样，依据试验人员个人经验来确定击实次数和压实程度，所制得的试样存在一定的误差，存在主观因素影响，进而会影响试验的结果；其次，传统制样设备在制样过程中需不断采用游标卡尺在各个方向进行高度量测，容易产生误差，甚至导致制样失败，且效率较低，不够精确；最后，传统的方法使用的是三瓣模或两瓣模进行制样，而对于原始密度较大的软岩或者土，在使用制样的过程中会使模具胀开，使得后续试验结果不准确，甚至导致试验失败。
[0004]公开号为CN202126369U的中国技术专利中公开的一种砂土三轴试验制样仪，包括压力室底座、橡皮膜和压力室圆筒，压力室圆筒的下端固定在压力室底座上，橡皮膜覆盖并紧贴压力室圆筒的内表面，特点是压力室圆筒为由双瓣膜组成的带有刻度的钢化玻璃对开圆筒，钢化玻璃对开圆筒的外周壁设置有紧箍，该制样仪还包括击样器，击样器由一体连接的底座和导杆构成。
[0005]上述参考例整个制样过程直观、可视，操作简单方便并且抗冲击能力强，但是由于压力室圆筒的形状限制只能制备圆柱形的试样，并且当需要制备密度较大的试样时，需要反复对试样进行敲击容易导致压力室圆筒过度涨开进而使得紧箍无法卸下，同时在制样时由于污染问题可能无法看清圆筒上的示数，并且制样过程仍然需要人工敲击，精度低，误差大，因此急需进行改进。
技术实现思路
[0006]为了克服现有的人工制样过程中精度低、误差大等的缺点，本专利技术设计了一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置及试验方法，其避免了手动制样带来的偏差，使得试样制备更加精确，且操作简单，工作效率高。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置，包括制样框架和控制器，制样框架中空且前后两端均开口设置，制样框架内设置有相互配合使用的自动击实器和模具本体以及用于脱模的自动脱模器，自动击实器与控制器电连接；自动击实器包括从下至上依次连接的往复电机、输出轴、调节连接杆和击实块，往复电机固定在制样框架顶端，输出轴一端与往复电机传动连接，另一端与调节连接杆上下活动套接，击实块与调节连接杆自由端可拆卸的连接，调节连接杆沿长度方向设置标识槽，标识槽内设置有刻度标识；模具本体包括设置在击实块正下方的制样模，击实块的形状和大小与制样模的内孔相匹配，制样模底端
设置有固定在制样框架内的模具底座，模具底座顶端设置有凹槽，制样模底端嵌设在凹槽内。
[0009]进一步地，自动脱模器包括脱模钢柱、脱模台和千斤顶，脱模台固定在制样框架内且脱模台呈内部中空、前后两端开口的结构设置，千斤顶设置在脱模台内且输出端竖直向上设置，千斤顶顶端设置有贯穿脱模台顶端的通孔，脱模钢柱上下活动贯穿通孔设置，脱模钢柱顶端设置有贯穿制样框架顶端的贯穿孔。
[0010]进一步地，制样模顶端连接有加高模，加高模顶端呈倒立的喇叭形设置，底端与制样模嵌合，且加高模底端的内孔的形状和大小与制样模的内孔相匹配。
[0011]进一步地，制样框架内部顶端设置有与贯穿孔同心设置的第一安装槽，第一安装槽内可拆卸地固定有第一脱模垫块，第一脱模垫块内设置有从上至下直径依次增加的两个第一阶梯孔；脱模台内部顶端设置有与通孔同心设置的第二安装槽，第二安装槽内可拆卸地固定有第二脱模垫块，第二脱模垫块内设置有从上至下直径依次增加的两个第二阶梯孔，脱模钢柱活动套设在第二阶梯孔内。
[0012]进一步地，第一脱模垫块和第二脱模垫块均呈阶梯轴结构设置，第一脱模垫块直径大的一端与第一安装槽相嵌合，第二脱模垫块直径大的一端与第二安装槽相嵌合。
[0013]进一步地，模具底座顶端的凹槽内还设置有凸台，凸台顶端可拆卸地固定有与制样模内孔的形状和大小相匹配的垫顶块。
[0014]进一步地，制样框架底端设置有若干支脚。
[0015]进一步地，输出轴与调节连接杆螺纹套接。
[0016]进一步地，制样模的壁厚至少为10mm。
[0017]一种基于用于岩石相似材料的三轴试样制备装置的试验方法，包括如下步骤：
[0018]S1：按要求选取对应的制样模，并连接好相应的加高模，然后将制样模与模具底座连接好；
[0019]S2：配置并称取一定量的松散试样放入制样模内；
[0020]S3：选取底面平整的击实块，将击实块与调节连接杆连接，然后调整好调节连接杆与输出轴的套接长度；
[0021]S4：打开控制器按要求调节往复电机的击实频率以达到对试样击实度的精准控制，调节完成后进行击实试验；
[0022]S5：当试样第一层击实完成后停止击实，将底面平整的击实块更换成底面带针状结构的击实块，再通过控制器控制往复电机对试样进行打毛；
[0023]S6：打毛完成后称取第二层试验需求的松散试样放入制样模内并再次进行击实试验；
[0024]S7：重复步骤S5和步骤S6，直到最后一层试样击实完成后得到带模试样；
[0025]S8：选取合适的第一脱模垫块和第二脱模垫块，并将第一脱模垫块和第二脱模垫块分别安装在第一安装槽和第二安装槽内，然后将脱模钢柱穿过脱模台和第二脱模垫块置于千斤顶顶端，再将带模试样下部套到脱模钢柱顶端，并使得带模试样顶部顶进第一阶梯孔内；
[0026]S9：启动千斤顶使带模试样顶端嵌入第一脱模垫块的第一阶梯孔内进行脱模，待脱模完成后即可得到所需试样。
[0027]与现有技术相比本专利技术有以下特点和有益效果：
[0028]1、本专利技术通过相互配合的自动击实器和模具本体的设置实现带模试样的制作，自动击实器通过往复电机、输出轴、调节连接杆和击实块的设置，利用控制器对往复电机实现精准控制，保证击实试验的准确度，避免了传统装置通过人工击实导致的试样尺寸误差大、不规整等弊端，并且工作效率更高，调节连接杆与输出轴螺纹套接，并且在调节连接杆上设置有刻度标识，可以根据需要调节调节连接杆和输出轴的套接长度，进而达到调节击实高度的目的，实现对多层试样的有效击实，提高试样的成品质量，击实块可根据需要选择不同的尺寸和形状，便于对不同形状的试样进行击实，进一步提高装置的适用性；模具本体设置为中空且整体成型的制样模，可以有效避免模具自身的密封性不够导致的模具变形引起的试验失败，并且制样模的内孔可设置在多种形状，与击实块相配合实现不同形状的试样的制作，满足多样化试验的需求。
[0029]2、本专利技术通过自动脱模器的设置实现带模试样的脱模操作，通过设置千斤顶和脱模钢柱，将脱模钢柱底端与千斤顶顶紧，然后再将脱模钢柱顶端与带模试样顶紧，进而启动千斤顶实现自动脱模，避本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置，其特征在于：包括制样框架(1)和控制器(2)，制样框架(1)中空且前后两端均开口设置，制样框架(1)内设置有相互配合使用的自动击实器和模具本体以及用于脱模的自动脱模器，自动击实器与控制器(2)电连接；自动击实器包括从下至上依次连接的往复电机(301)、输出轴(302)、调节连接杆(303)和击实块(304)，往复电机(301)固定在制样框架(1)顶端，输出轴(302)一端与往复电机(301)传动连接，另一端与调节连接杆(303)上下活动套接，击实块(304)与调节连接杆(303)自由端可拆卸的连接，调节连接杆(303)沿长度方向设置标识槽，标识槽内设置有刻度标识(3031)；模具本体包括设置在击实块(304)正下方的制样模(402)，击实块(304)的形状和大小与制样模(402)的内孔相匹配，制样模(402)底端设置有固定在制样框架(1)内的模具底座(5)，模具底座(5)顶端设置有凹槽，制样模(402)底端嵌设在凹槽内。2.根据权利要求1所述的一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置，其特征在于：自动脱模器包括脱模钢柱(8)、脱模台(9)和千斤顶(11)，脱模台(9)固定在制样框架(1)内且脱模台(9)呈内部中空、前后两端开口的结构设置，千斤顶(11)设置在脱模台(9)内且输出端竖直向上设置，千斤顶(11)顶端设置有贯穿脱模台(9)顶端的通孔，脱模钢柱(8)上下活动贯穿通孔设置，脱模钢柱(8)顶端设置有贯穿制样框架(1)顶端的贯穿孔。3.根据权利要求1所述的一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置，其特征在于：制样模(402)顶端连接有加高模(401)，加高模(401)顶端呈倒立的喇叭形设置，底端与制样模(402)嵌合，且加高模(401)底端的内孔的形状和大小与制样模(402)的内孔相匹配。4.根据权利要求2所述的一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置，其特征在于：制样框架(1)内部顶端设置有与贯穿孔同心设置的第一安装槽，第一安装槽内可拆卸地固定有第一脱模垫块(6)，第一脱模垫块(6)内设置有从上至下直径依次增加的两个第一阶梯孔；脱模台(9)内部顶端设置有与通孔同心设置的第二安装槽，第二安装槽内可拆卸地固定有第二脱模垫块(10)，第二脱模垫块(10)内设置有从上至下直径依次增加的两个第二阶梯孔，脱模钢柱(8)活动套设在第二阶梯孔内。5.根据权利要求4所述的一种用于岩石相似材料的三轴试样制备装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李聚聪，林力辉，张文翔，邱昊茨，张振华，武奋前，林凯，李扬森，林少远，奚邦禄，徐国娟，蔡文生，陆洲，陈孝湘，翁兰溪，
申请(专利权)人：中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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