CN112362427A - 一种气压三轴制样器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气压三轴制样器及其使用方法，属于土工试验三轴制样技术领域，包括：底座、定位夹具、制样筒、立柱、升降架、气缸、压头；底座，用于固定支撑；定位夹具设置于底座上表面；定位夹具与制样筒配合；立柱一端与底座固定连接，另一端设置有横梁，横梁与立柱滑动连接；横梁与底座之间可调距连接；气缸与横梁固定连接；气缸驱动端穿过横梁并延伸至横梁外侧与压头固定连接；压头与制样筒配合。本发明可以对试样可一次或者多次成型，有效减少制样时间，解决了现有三轴制样器制样操作复杂，成功率低，用时长效率低的问题，更具有实用性。
Description
技术领域
本发明属于土工试验三轴制样技术领域，具体涉及一种气压三轴制样器及其使用方法。
背景技术
土是地壳表层的岩石风化后产生的松散堆积物，因此，在一定程序上具有“流动性”；土是三相体，由颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)所组成的三相体系，不是由单一材质构成；土是自然地质历史产物，非人工制造产物。
基于此，土具有不同于其他建筑材料的特征，所以说土的力学性质研究极为重要。那么就要具有良好的试验设备，才能更精准有效的进行各项土工试验。三轴试验更贴近实际工程，所以在岩土工程研究中被大规模应用。现有的三轴制样器操作复杂，成功率低，用时长效率低。
因此，本领域技术人员亟需一种操作方便，成功率高，用时短的三轴制样器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作方便，成功率高，用时短的三轴制样器，本发明采取了如下技术方案：
一种气压三轴制样器，包括：底座、定位夹具、制样筒、立柱、升降架、气缸、压头；
底座，用于固定支撑；
定位夹具设置于底座上表面；定位夹具与制样筒配合，用于固定制样筒；
立柱一端与底座固定连接，另一端设置有横梁，横梁与立柱滑动连接；
横梁与底座之间可调距连接；
气缸与横梁固定连接；气缸驱动端穿过横梁与压头固定连接；
压头与制样筒配合，用于对制样筒中的土样进行压制。
进一步地，横梁与底座之间通过升降架可调距连接；升降架的固定端与底座固定连接，升降架的活动端通过控制器与横梁固定连接；控制器与升降架电连接，用于控制升降架的升降。
进一步地，底座下表面设置有个可调高度的平衡底脚。
进一步地，定位夹具包括组对应设置的定位夹体，定位夹体包括卡槽、固定板、弹簧、支撑柱；固定板与底座固定连接；支撑柱一端与固定板固定连接，另一端与弹簧固定连接；弹簧的另一端与卡槽固定连接；卡槽与制样筒配合。
进一步地，所述制样筒的材质为不锈钢。
进一步地，所述制样筒由三瓣筒板组成，三瓣所述筒板之间通过卡箍固定连接。
进一步地，制样筒设置有三轴型号，分别对应土工三轴试验土样直径39.1mm、61.8mm和101mm三种规格。
进一步地，气缸驱动端与压头之间设置有连接杆，连接杆上设置有刻度，刻度用于计算制样筒中土样高度；土样高度计算如下：
H土样＝H制样筒-H压头-T；
H土样—土样高度；H制样筒—制样筒高度；
H压头—压头上升高度；T—压头自厚。
一种气压三轴制样器的使用方法，包括以下步骤：
S1、确定需要制作试样的尺寸型号，选择对应尺寸型号的制样筒和压头；
S2、把底座放置在水平工作台上，通过调节平衡底脚使得底座水平不倾斜，把气泵放置在合适位置；
S3、安装制样筒：把三瓣筒板拼装好，套上卡箍，用螺栓固定即可；
S4、把制样筒安放在卡槽中，并用定位夹具固定；
S5、安装已选型号的压头；
S6、根据试验要求的干密度、含水率及试样尺寸计算并称取试验所需的土料，如需多次成型需将备好的土料按要求装填的层数，例如分成3等份；如需一次成型则可直接压制；应防止粗细颗粒分离，保证土料的均匀性；
S7、压制完成后进行常规方法进行脱模即可。
有益效果：
本发明可以对试样可一次或者多次成型，有效减少制样时间，解决了现有三轴制样器制样操作复杂，成功率低，用时长效率低的问题，更具有实用性。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图；
图2为本发明一种实施例的剖面示意图；
图3为定位夹的结构示意图；
图4为制样筒示意图。
其中，1、底座；2、气泵；3、定位夹具；31、卡槽；32、固定板；33、弹簧；34、支撑柱；4、制样筒；41、筒板；42、卡箍；43、螺栓；5、立柱；6、升降架；7、控制器；8、横梁；9、固定螺母；10、气缸；11、伸缩杆；12、压头。
具体实施方式
实施例1
一种气压三轴制样器，包括：底座1、定位夹具3、制样筒4、立柱5、升降架6、气缸10、压头12。
底座1，用于固定支撑；底座1下表面设置有4个可调高度的平衡底脚。
本实施例中，制样筒4的材质为不锈钢。制样筒4由三瓣筒板41组成，三瓣筒板41之间通过卡箍42固定连接。
定位夹具3设置于底座1上表面；定位夹具3与制样筒4配合，用于固定制样筒4；定位夹具3包括2组对应设置的定位夹体，定位夹体包括卡槽31、固定板32、弹簧33、支撑柱34；固定板32与底座1固定连接；支撑柱34一端与固定板32固定连接，另一端与弹簧33固定连接；弹簧33的另一端与卡槽31固定连接；卡槽31与制样筒4配合。
其中，固定板32用于固定弹簧33和支撑柱34，弹簧33用于定位夹具3张合，支撑柱34可以固定定位夹具3不左右摆动。放置制样筒4时，手动把定位夹具3张开，把制样筒4放在卡槽内，由于弹簧33性能，定位夹具3会恢复，从而可以把制样筒4卡牢。
立柱5一端与底座固定连接，另一端设置有横梁8，横梁8与立柱5滑动连接。
横梁8与底座1之间可调距连接。
在本实施例中，横梁8与底座1之间通过升降架6可调距连接；升降架6的固定端与底座固定连接，升降架6的活动端通过控制器7与横梁8固定连接；控制器7与升降架6电连接，用于控制升降架6的升降。其中，控制器7与横梁8之间通过固定螺母9固定连接。
气缸10与横梁8固定连接；气缸10驱动端穿过横梁8与压头12固定连接。
压头12与制样筒4配合，用于对制样筒4中的土样进行压制。
其中，气缸10的活塞为伸缩杆11，伸缩杆11延伸至横梁8下方，压头12位于伸缩杆11的下方；压头12和制样筒4在一条直线上，从而可以实现压头12对制样筒4中的土样进行压制。
气泵2，用于给升降架6和气缸10提供气体压力。
本实施例中，制样筒4设置有三轴型号，分别对应土工三轴试验土样直径39.1mm、61.8mm和101mm三种规格。
作为本实施例的一种优选的实施方式，压头12与制样筒4一样有三种型号并分别对应；其中，压头厚度都为15mm，直径则比对应的制样筒少0.2mm，例如制作39.1mm的土样，则使用39.1mm的制样筒，直径为38.9mm的压头。
在本实施例中，伸缩杆11与压头12之间设置有连接杆，连接杆上设置有刻度，刻度用于计算制样筒4中土样高度；土样高度计算如下：
H土样＝H制样筒-H压头-T；
H土样—土样高度；H制样筒—制样筒高度；
H压头—压头上升高度；T—压头自厚。
实施例2
一种气压三轴制样器的使用方法，包括以下步骤：
S1、确定需要制作试样的尺寸型号，选择对应尺寸型号的制样筒和压头；
S2、把底座放置在水平工作台上，通过调节平衡底脚使得底座水平不倾斜，把气泵放置在合适位置；
S3、安装制样筒：把三瓣筒板拼装好，套上卡箍，用螺栓固定即可；
S4、把制样筒安放在卡槽中，并用定位夹具固定；
S5、安装已选型号的压头；
S6、根据试验要求的干密度、含水率及试样尺寸计算并称取试验所需的土料，如需多次成型需将备好的土料按要求装填的层数，例如分成3等份；如需一次成型则可直接压制；应防止粗细颗粒分离，保证土料的均匀性；
S7、压制完成后进行常规方法进行脱模即可。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围的。
Claims (9)
1.一种气压三轴制样器，其特征在于，包括：底座(1)、定位夹具(3)、制样筒(4)、立柱(5)、升降架(6)、气缸(10)、压头(12)；
所述底座(1)，用于固定支撑；
所述定位夹具(3)设置于所述底座(1)上表面；所述定位夹具(3)与所述制样筒(4)配合，用于固定所述制样筒(4)；
所述立柱(5)一端与所述底座固定连接，另一端设置有横梁(8)，所述横梁(8)与所述立柱(5)滑动连接；
所述横梁(8)与所述底座(1)之间可调距连接；
所述气缸(10)与所述横梁(8)固定连接；所述气缸(10)驱动端穿过所述横梁(8)与所述压头(12)固定连接；
所述压头(12)与所述制样筒(4)配合，用于对所述制样筒(4)中的土样进行压制。
2.根据权利要求1所述的气压三轴制样器，其特征在于，所述横梁(8)与所述底座(1)之间通过升降架(6)可调距连接；所述升降架(6)的固定端与所述底座固定连接，所述升降架(6)的活动端通过控制器(7)与所述横梁(8)固定连接；所述控制器(7)与所述升降架(6)电连接，用于控制所述升降架(6)的升降。
3.根据权利要求1所述的气压三轴制样器，其特征在于，所述底座(1)下表面设置有4个可调高度的平衡底脚。
4.根据权利要求1所述的气压三轴制样器，其特征在于，所述定位夹具(3)包括2组对应设置的定位夹体，所述定位夹体包括卡槽(31)、固定板(32)、弹簧(33)、支撑柱(34)；所述固定板(32)与所述底座(1)固定连接；所述支撑柱(34)一端与所述固定板(32)固定连接，另一端与所述弹簧(33)固定连接；所述弹簧(33)的另一端与所述卡槽(31)固定连接；所述卡槽(31)与所述制样筒(4)配合。
5.根据权利要求1所述的气压三轴制样器，其特征在于，所述制样筒(4)的材质为不锈钢。
6.根据权利要求5所述的气压三轴制样器，其特征在于，所述制样筒(4)由三瓣筒板(41)组成，三瓣所述筒板(41)之间通过卡箍(42)固定连接。
7.根据权利要求6所述的气压三轴制样器，其特征在于，所述制样筒(4)设置有三轴型号，分别对应土工三轴试验土样直径39.1mm、61.8mm和101mm三种规格。
8.根据权利要求7所述的气压三轴制样器，其特征在于，所述气缸(10)驱动端与所述压头(12)之间设置有连接杆，所述连接杆上设置有刻度，所述刻度用于计算所述制样筒(4)中土样高度；土样高度计算如下：
H土样＝H制样筒-H压头-T；
H土样—土样高度；H制样筒—制样筒高度；
H压头—压头上升高度；T—压头自厚。
9.一种气压三轴制样器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、确定需要制作试样的尺寸型号，选择对应尺寸型号的制样筒和压头；
S2、把底座放置在水平工作台上，通过调节平衡底脚使得底座水平不倾斜，把气泵放置在合适位置；
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| CN202011261887.1A CN112362427A (zh) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | 一种气压三轴制样器及其使用方法 |
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| CN202011261887.1A CN112362427A (zh) | 2020-11-12 | 2020-11-12 | 一种气压三轴制样器及其使用方法 |
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| CN201716221U (zh) * | 2010-05-18 | 2011-01-19 | 中国矿业大学 | 一种注浆试样制备装置 |
| CN206132471U (zh) * | 2016-11-03 | 2017-04-26 | 三峡大学 | 一种土样静压制样器 |
| CN206479392U (zh) * | 2016-12-29 | 2017-09-08 | 崔磊 | 一种土工用cbr实验脱模仪 |
| CN213580322U (zh) * | 2020-11-12 | 2021-06-29 | 东华理工大学 | 一种气压三轴制样器 |
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2020
- 2020-11-12 CN CN202011261887.1A patent/CN112362427A/zh active Pending
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