【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水库岸坡防治，尤其涉及一种水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置及方法。
技术介绍
1、在研究水库运行期岸坡消落带堆积体变形破坏机制过程中，需要对消落带堆积体进行物理（力学）的相关参数测试。然而，在水库运行期消落带堆积体室内物理（力学）实验过程中，实验堆积体的试样尺寸（一般为300*300*400mm的四棱柱体）远大于常规土三轴试验的试样尺寸（直径50mm×高100mm的圆柱体），其质量通常为110kg以上，如图1所示，即为试验试样，σ1、σ2和σ3为试样实验时所要承受的外部的压力。
2、在试样安装过程中，通常采用传统人工装样方法，但该方法存在以下问题：一方面，在搬运过程中，由于扰动过大易引起试样坍塌，会导致试样安装失败；另一方面，在开展本试验时，需用橡胶膜对试验进行密封隔离，但用橡胶膜套置试样，同样对试样扰动极大，给试样安装带来难度，更是影响了后续试验测试参数的准确性。
3、为避免上述技术问题，确有必要提供一种水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置及方法以克服现有技术中的所述缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置及方法，旨在解决人工安装困难的问题。
2、本专利技术是这样实现的，一种水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，包括底部支架，还包括：
3、一号液压伸缩杆和二号液压伸缩杆，所述一号液压伸缩杆和二号液压伸缩杆均固定连接在底部支架上；
4、竖向反力支架
5、三号液压伸缩杆，三号液压伸缩杆固定连接在竖向反力支架上，所述三号液压伸缩杆的活动端固定连接有压板；通过三号液压伸缩杆，压板可进行上下伸缩运动，实现对试样进行压缩固结功能；压板可以用于堆积体试样制样过程中的静力压载，使试样满足规范的固结要求；
6、底座，所述底座固定安装在底部支架上；
7、下压头，所述下压头安装在底座的顶部，下压头用来连接橡胶膜底端部分，即橡胶膜底端部分要套置在下压头上；
8、橡胶膜支撑模具，所述橡胶膜支撑模具安装在底座上，所述下压头位于橡胶膜支撑模具的内部；当内制样模具内的试样制备完成后，橡胶膜支撑模具才能拆除，其功能在于防止制样过程中橡胶膜破损；
9、橡胶膜，所述橡胶膜设置在橡胶膜支撑模具的内部，且橡胶膜的下端套设在下压头上，并用第一箍圈锁紧，所述橡胶膜的上边缘反转至橡胶膜支撑模具的上端口，并用第二箍圈锁紧；
10、内制样模具，所述内制样模具安装在橡胶膜的内部，所述内制样模具的底部安装在下压头上，所述内制样模具的上下两端均设置有第二箍圈；
11、脱模伸缩装置，所述脱模伸缩装置安装在内制样模具的内部，所述脱模伸缩装置用于拆卸内制样模具；
12、上压头，在内制样模具拆除后，所述上压头安装在试样的顶部，此时，可以将橡胶膜套设在上压头上，并用第一箍圈锁紧，所述上压头用于密封橡胶膜的上端，便于后续试验施加竖直方向的压力。
13、进一步的技术方案，所述一号液压伸缩杆包括一号油缸和一号撑杆，所述一号撑杆的一端滑动连接在一号油缸的内部，所述二号液压伸缩杆包括二号油缸和二号撑杆，所述三号液压伸缩杆包括三号油缸和三号撑杆，所述二号液压伸缩杆和三号液压伸缩杆的结构和一号液压伸缩杆的结构相同，均可以通过对油缸供油的方式带动撑杆移动。
14、进一步的技术方案，还包括空气压缩机，所述空气压缩机设置在底部支架的一侧，所述底座上设置有下排气孔，所述空气压缩机通过抽气管与下排气孔连接，所述下压头的上表面设置有滤网，所述滤网为网格状，其孔径是根据试验的需求而设置的，孔径为2mm，由于后续试验所需，下压头内部设有与滤网连通的管道，所述管道与下排气孔连通，所述橡胶膜支撑模具的侧面设置有上排气孔。
15、进一步的技术方案，所述脱模伸缩装置包括：
16、保护外盒，所述保护外盒设置在内制样模具的内部，其功能在于保护内部结构，实现操作时不受干扰；
17、竖直拉杆，所述竖直拉杆转动连接在保护外盒上；
18、圆形转盘，所述圆形转盘固定连接在竖直拉杆的顶部，便于水平方向旋转操作；
19、伸缩杆外筒，所述伸缩杆外筒转动连接在保护外盒的内部；
20、两个伸缩杆内杆，两个所述伸缩杆内杆分别插设在伸缩杆外筒的两端，所述伸缩杆外筒的内壁设有螺母纹，所述伸缩杆内杆位于伸缩杆外筒内的部分也设置有螺栓纹，当伸缩杆外筒转动时，通过螺栓纹与螺母纹间的咬合转动，实现伸缩杆内杆的水平方向伸缩功能；
21、大螺旋装置，所述大螺旋装置固定连接在伸缩杆外筒上，转动该装置可带动伸缩杆外筒转动；
22、小螺旋装置，所述小螺旋装置固定连接在竖直拉杆的中部，所述小螺旋装置与大螺旋装置正交咬合，转动竖直拉杆，可带动大螺旋装置转动，从而实现伸缩杆内杆的自由伸缩；
23、两个顶置靠壁机构，两个所述顶置靠壁机构设在两个伸缩杆内杆的相互背离的一端，在脱模伸缩装置安装后，两个所述顶置靠壁机构紧靠内制样模具上端的内壁，当伸缩杆内杆往外延伸时，顶置靠壁机构能够顶置拆分内制样模具。
24、进一步的技术方案，所述内制样模具的上端设置有吊钩，所述压板的底部开设有供吊钩穿过的钓孔，便于对内制样模具起吊和拆卸。
25、使用该装置安装试样的方法包括以下步骤：
26、s1：将底座和下压头清洗干净，安装在底部支架上，并将滤网放置在下压头表面；
27、s2：将准备好的橡胶膜套置在下压头上（橡胶膜50mm的下边缘应反转上翻），并用第一箍圈锁紧，然后将橡胶膜支撑模具放置在底座上，并将橡胶膜上边缘反转下翻至橡胶膜支撑模具的上端口，并用第一箍圈锁紧；
28、s3：用空气压缩机将橡胶膜支撑模具与橡胶膜之间的空气抽空，使得橡胶膜能有效紧贴橡胶膜支撑模具；
29、s4：将内制样模具安装在橡胶膜中，其底端放置在下压头上，并将内制样模具的上下端采用第二箍圈锁紧；
30、s5：将堆积体试样第一层铺设在内制样模具中，并通过压板进行压实，直到达到每层约51mm的目标厚度，第一层压实后，对压实试样的表面进行凿毛处理，以确保试样每层之间相互咬合，保证试样的完整性，然后放置下一层并压实，对每一层重复这些步骤，直到达到400mm的总高度；
31、s6：将内制样模具的上下端的第二箍圈拆除掉，操作脱模伸缩装置，使脱模伸缩装置能够撑开内制样模具，进而使内制样模具与试样分离；
32、s7：用竖向反力支架上的压板将内制样模具吊起，使得试样与内制样模具得以分离；
33、s8：将上压头安装在试样上端，并用第一箍圈将橡胶膜和上压头固紧密封；
34、s9：将抽气管连接下排气孔，用空气压缩机对试样进行抽空固结，同时拆卸掉橡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，包括底部支架，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，其特征在于，所述一号液压伸缩杆包括一号油缸和一号撑杆，所述一号撑杆的一端滑动连接在一号油缸的内部，所述二号液压伸缩杆包括二号油缸和二号撑杆，所述三号液压伸缩杆包括三号油缸和三号撑杆，所述二号液压伸缩杆和三号液压伸缩杆的结构和一号液压伸缩杆的结构相同。
3.根据权利要求2所述的水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，其特征在于，所述橡胶膜支撑模具的侧面设置有上排气孔。
4.根据权利要求2所述的水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，其特征在于，所述脱模伸缩装置包括：
5.根据权利要求2所述的水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，其特征在于，所述内制样模具的上端设置有吊钩，所述压板的底部开设有供吊钩穿过的钓孔。
6.使用如权利要求2所述的水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置安装试样的方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，包括底部支架，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的水库消落带堆积体室内实验试样的安装装置，其特征在于，所述一号液压伸缩杆包括一号油缸和一号撑杆，所述一号撑杆的一端滑动连接在一号油缸的内部，所述二号液压伸缩杆包括二号油缸和二号撑杆，所述三号液压伸缩杆包括三号油缸和三号撑杆，所述二号液压伸缩杆和三号液压伸缩杆的结构和一号液压伸缩杆的结构相同。
3.根据权利要求2所述的水库消落带堆积体室...
【专利技术属性】
技术研发人员：张振华，刘志丹，杨家强，任昱泽，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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