CN206832542U - 一种双向加压土工三轴试样的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双向加压土工三轴试样的制备装置，包括顶盖、三瓣结构圆柱筒、底座、弹簧；所述三瓣结构圆柱筒安装在底座上，两者之间设有弹簧，所述三瓣结构圆柱筒上部设有顶盖；制备装置整体放置于压样器或液压机上压制三轴试样。本实用新型装置主体使用钢材车切而成，加工简单，普通车床和铣床即可完成；该装置配合液压机使用，与普通制样方法相比，本装置压制出的样品均匀不分层，成品率高且样品制作速度大大加快；本装置能有效解决土样与制样器粘连无法脱模的问题。该装置构造简单，操作方便，实用性高，有很好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于土工试验仪器设备领域，具体涉及一种双向加压土工三轴试样的制备装置。
背景技术
三轴仪功能强大，是土工试验中最重要的工具之一。但是现有三轴仪的重塑土制样器均为击实法制样或单向压缩制样。击实法制样时土分三次加入，费时费力，击实法制样还会导致试样出现分层现象，影响试验精度；普通单向压样器受筒壁侧摩阻力的影响，制成试样上部密度较大，下部密度较小，密度不均匀，同样会影响试验精度。
另外，对于粘性土，在承膜筒中制好样，在取出时往往存在试样黏住三瓣模，难以取出的问题，通常采取敲击或其他方式取出样品，又会导致土样初始状态发生改变。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种双向加压土工三轴试样的制备装置，该装置不仅能压制更均匀的高质量的三轴样，而且可以解决压制好试样后试样无法从模具中顺利取出的问题，同时延长模具寿命。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种双向加压土工三轴试样的制备装置，包括顶盖、三瓣结构圆柱筒、底座、弹簧；所述三瓣结构圆柱筒安装在底座上，两者之间设有弹簧，所述三瓣结构圆柱筒上部设有顶盖；制备装置整体放置于压样器或液压机上压制三轴试样。
所述顶盖包含顶盖头、贯通圆筒、金属棒、实心圆柱、螺丝；所述顶盖头与实心圆柱整体成型，顶盖头上开有一个贯通圆筒，所述金属棒的尺寸与贯通圆筒相匹配，***贯通圆筒使用；所述螺丝均匀分布在顶盖的下侧与实心圆筒的上侧的螺栓孔中。
所述三瓣结构圆柱筒包含三个1/3圆柱筒、箍圈，三个1/3圆柱筒的结构和尺寸完全相同，每个圆柱筒侧壁的一侧边设有“＜”形突起，另一侧边设有“＞”形凹槽，将“＜”形突起与“＞”形凹槽配合使用，使三个1/3圆柱筒拼合成完整的圆柱筒，所述套箍箍在三个1/3圆柱筒共同组成三瓣结构圆柱筒的外侧；在三个1/3圆柱筒的最上部内侧边设有两段沿内侧壁分布的正方形凹槽，两段凹槽光滑连接；第一凹槽恰好容纳螺丝，第二凹槽在末端偏出1/3圆柱筒形成无凹槽末端，只能部分容纳螺丝；三个1/3圆柱筒的下侧壁厚度比上侧壁厚度大。
所述底座包含加压圆柱、弹簧保护圆柱、底帽；所述加压圆柱的外径等于或略小于三瓣结构圆柱筒内径，用于压制土样；所述弹簧保护圆柱的外径略大于加压圆柱的外径，用于控制土样高度并保护弹簧，所述弹簧的底端放置在底帽上，顶端置于三瓣结构圆柱筒底部的侧切凹槽内。
与现有技术相比，本实用新型具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
本实用新型试验装置主体使用钢材车切而成，加工简单，普通车床和铣床即可完成；该装置配合液压机使用，与现有技术制样相比，经本装置压制出的样品均匀不分层，成品率高且大大加快制样速度；本装置能有效解决土样与制样器粘连无法脱模的问题。该装置构造简单，操作方便，实用性高，有很好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置总图。
图2为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置顶盖仰视图。
图3为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置顶盖螺丝。
图4为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置三瓣结构圆柱筒俯视图。
图5为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置1/3圆柱筒俯视图。
图6为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置三瓣结构圆柱筒仰视图。
图7为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置套箍剖视图。
图8为本实用新型双向加压土工三轴试样的制备装置底座俯视图。
具体实施方式
下面结合附图所示，对本实用新型具体实施方式做以下说明。
如图1至图8所示，一种双向加压土工三轴试样的制备装置，包括顶盖1、三瓣结构圆柱筒、底座11、弹簧10；所述三瓣结构圆柱筒安装在底座11上，两者之间设有弹簧10，所述三瓣结构圆柱筒上部设有顶盖1；制备装置整体放置于压样器或液压机上压制三轴试样。
如图1、图2和图3所示，所述顶盖1包含顶盖头2、贯通圆筒3、金属棒3-1、实心圆柱4、螺丝5-1~5-3；所述顶盖头2与实心圆柱4整体成型，顶盖头2上开有一个贯通圆筒3，所述金属棒3-1的尺寸与贯通圆筒3相匹配，***贯通圆筒3使用；所述螺丝5-1~5-3均匀分布在顶盖2的下侧与实心圆筒4的上侧的螺栓孔5-4~5-6中。其中螺丝的螺纹规格为M2.5×0.35。
如图1、图4、图5、图6和图7所示，所述三瓣结构圆柱筒包含三个1/3圆柱筒6，7，8、箍圈9，三个1/3圆柱筒6，7，8的结构和尺寸完全相同，每个圆柱筒侧壁的一侧边设有“＜”形突起6-3，另一侧边设有“＞”形凹槽6-4，将“＜”形突起6-3与“＞”形凹槽6-4配合使用，使三个1/3圆柱筒6，7，8拼合成完整的圆柱筒，所述套箍9箍在三个1/3圆柱筒6，7，8共同组成三瓣结构圆柱筒的外侧，所述箍圈9外径70mm，9-1处内径54±0.1mm，9-2处内径53.75±0.1mm。在三个1/3圆柱筒6，7，8的最上部内侧边设有两段沿内侧壁分布的正方形凹槽6-1、6-2，两段凹槽光滑连接；第一凹槽6-1恰好容纳螺丝5-1~5-3，第二凹槽6-2在末端偏出1/3圆柱筒形成无凹槽末端，只能部分容纳螺丝5-1~5-3；如图5所示，第一凹槽6-1恰好容纳螺丝5-1~5-3，其截面尺寸为2.5mm×2.5mm，凹槽条带圆心与圆柱筒同心，即都在O1处；第二凹槽6-2在末端偏出1/3圆柱筒形成无凹槽末端，凹槽条带形成的圆心在O2处。
如图1和图8所示，所述底座11包含加压圆柱12、弹簧保护圆柱13、底帽14；所述加压圆柱12的外径等于或略小于三瓣结构圆柱筒内径，用于压制土样；所述弹簧保护圆柱13的外径略大于加压圆柱12的外径，用于控制土样高度并保护弹簧10，所述弹簧10的底端放置在底帽14上，顶端置于三瓣结构圆柱筒底部的侧切凹槽6-6内。
本实例中，顶盖1中顶盖头2直径50mm，厚度为20mm；贯通圆筒3直径为8mm，金属棒3-1直径6~7mm，长度100~150mm；螺丝5-1~5-3螺纹尺寸为M2.5×0.35，螺丝长度3~5mm，螺丝顶部有2.5mm未攻丝；螺栓孔5-4~5-6与螺丝5-1~5-3配套，螺纹规格为M2.5×0.35，螺纹底孔深度5~8mm，螺丝5-1~5-3分别拧入螺栓孔5-4~5-6中；实心圆柱4直径为39.1mm，高40mm。
三瓣结构圆柱筒上部内径为39.1mm、外径为50mm、高160mm，下部内径为39.1mm、外径为60mm。第一凹槽6-1凹槽尺寸为2.5mm×2.5mm；三个1/3圆柱筒6，7，8在下部切正方形凹槽，凹槽尺寸为5mm×5mm，圆柱筒在最下5mm处外直径为50mm。
底座11（图1、图8）中加压圆柱12直径39.1mm、高40mm，弹簧保护圆柱13直径50mm高度15mm，底帽14直径60mm、高10~20mm，底座11中所述结构为一个整体，由车床加工而成。
弹簧10中径D2为55mm，自由长度60mm，有效圈数6~8圈，劲度系数k为3N/mm。
使用方法实例：
第一步：将底座11放置到工作台，弹簧10置于底座11上，弹簧10底恰好放置到底帽14上。
第二步：三个1/3圆柱筒6，7，8拼合成三瓣结构圆柱筒，套箍9由上而下套紧三瓣结构圆柱筒，注意三瓣结构圆柱筒的三个1/3圆柱筒6，7，8能够对齐。三瓣结构圆柱筒放置到底座11上，弹簧10套住侧切凹槽6-6，加压圆柱12恰好可***三瓣结构圆筒中。
第三步：配置好的土样从上部均匀倒入三瓣结构圆柱筒中，将顶盖1从三瓣结构圆柱筒上部***，注意使螺丝5-1~5-3对准第一凹槽6-1。
第四步：从底部托起本装置并竖直置于液压机或手动压样机上，施加压力使本装置不能移动。
第五步：从液压机中取出本装置，退掉套箍9。将金属棒3-1***贯通圆筒3，握住三瓣结构圆柱筒，同时顺时针旋转金属棒3-1，三瓣结构圆柱筒自动张开，可直接取出土样进行后续实验。
Claims (3)
1.一种双向加压土工三轴试样的制备装置，其特征在于，包括顶盖（1）、三瓣结构圆柱筒、底座（11）、弹簧（10）；所述三瓣结构圆柱筒安装在底座（11）上，两者之间设有弹簧（10），所述三瓣结构圆柱筒上部设有顶盖（1）；制备装置整体放置于压样器或液压机上压制三轴试样；所述三瓣结构圆柱筒包含三个1/3圆柱筒（6，7，8）、箍圈（9），三个1/3圆柱筒（6，7，8）的结构和尺寸完全相同，每个圆柱筒侧壁的一侧边设有“＜”形突起（6-3），另一侧边设有“＞”形凹槽（6-4），将“＜”形突起（6-3）与“＞”形凹槽（6-4）配合使用，使三个1/3圆柱筒（6，7，8）拼合成完整的圆柱筒，所述箍圈（9）箍在三个1/3圆柱筒（6，7，8）共同组成三瓣结构圆柱筒的外侧；在三个1/3圆柱筒（6，7，8）的最上部内侧边设有两段沿内侧壁分布的正方形凹槽（6-1、6-2），两段凹槽光滑连接；第一凹槽（6-1）恰好容纳螺丝（5-1~5-3），第二凹槽（6-2）在末端偏出1/3圆柱筒形成无凹槽末端，只能部分容纳螺丝（5-1~5-3）；三个1/3圆柱筒（6，7，8）的下侧壁厚度比上侧壁厚度大。
2.根据权利要求1所述的双向加压土工三轴试样的制备装置，其特征在于，所述顶盖（1）包含顶盖头（2）、贯通圆筒（3）、金属棒（3-1）、实心圆柱（4）、螺丝（5-1~5-3）；所述顶盖头（2）与实心圆柱（4）整体成型，顶盖头（2）上开有一个贯通圆筒（3），所述金属棒（3-1）的尺寸与贯通圆筒（3）相匹配，***贯通圆筒（3）使用；所述螺丝（5-1~5-3）均匀分布在顶盖头（2）的下侧与实心圆柱（4）的上侧的螺栓孔（5-4~5-6）中。
3.根据权利要求1所述的双向加压土工三轴试样的制备装置，其特征在于，所述底座（11）包含加压圆柱（12）、弹簧保护圆柱（13）、底帽（14）；所述加压圆柱（12）的外径等于或略小于三瓣结构圆柱筒内径，用于压制土样；所述弹簧保护圆柱（13）的外径略大于加压圆柱（12）的外径，用于控制土样高度并保护弹簧（10），所述弹簧（10）的底端放置在底帽（14）上，顶端置于三瓣结构圆柱筒底部的侧切凹槽（6-6）内。
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