一种减少土样扰动的切土设备
技术领域
本实用新型实施例涉及地质勘察土工试验设备技术领域,具体涉及一种减少土样扰动的切土设备,适用于岩土工程地质勘察、水利水电、道路、桥梁、铁路工程、有色金属、煤炭等行业。
背景技术
土工试验的任务在于为土工建筑物和建筑物地基的设计提供符合实际情况的各种土性指标。为此,必须采取具有代表性的试样。土工试验获得的土性指标,有试验指标有计算指标,对于试验指标,如密度、剪切、固结、渗透、膨胀、收缩、击实后力学试验等,在试验之前都需将土样,切入到环刀内。用环刀切取土样时,为了防止土样扰动,先切一个较环刀内径略大的土柱,然后将环刀垂直下压,为避免环刀下压时挤压四周土样,需边压边削,直至土样伸出环刀为止,但在野外施工现场,将土样切成土柱即费时间又耗力气,所以施工现场可采用直接将环刀压入土体中的切取方法。由于手工切取土样在切土的过程中无法控制用力均衡,会导致土样离环、开裂、剥落等扰动情况的发生,从而使试样的结构会受到破坏。大量的试验表明,扰动后的土样会影响到试验成果的精度。为了确保试验成果的可靠性,在手工切取土样时,应该十分小心耐心的操作,尽可能避免破坏土的结构。以免使各单项试验指标偏离试验真值。
现场取出的天然原状土样送进试验室后,试验室专业负责人要对土样进行开样,在有关规范中规定:当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时,不应制备力学性质试验的试样;根据试验要求用环刀切取试样时,应在环刀内壁涂一薄层凡士林,刃口向下放在土样上,将环刀垂直下压,并用切土刀沿环刀外侧切削土样,边压边削至土样高出环刀,根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样,擦净环刀外壁。
目前土工试验室专业负责人在开土样时,先将土样分割成不同厚度的土样,然后由切土人员把分割后的土样,按照规范中的规定,将土样用手工切削的方式,把土样切入到环刀内。切入环刀内之前,在环刀内壁上均匀涂抹凡土林,以增加润滑度,然后根据土样编号,依次测得该编号土样的各单项试验结果。
目前切土是手工切土,切土人员按《土工试验方法标准》将环刀切入土样内,手工切土当用力不均时易使土样离环,切入环刀内的土样,出现离环现象后,做渗透试验易从侧壁漏水最终会影响试验结果;做密度、直接剪切、压缩试验、膨胀、收缩等试验时,由于土样不能保证天然状态的垂直方向进入环刀内,对土样的扰动较大,最终将影响到试验结果的精确度。如果用力不均衡,土样会出现扰动和环刀移位等问题。手工切削土样,很难均衡把握力度,另外,手工切土须分层切削,压下去第一层后,要用锯弓或合适的刀锯,将环刀口附近的土样剥离露出环刀口后,方可压入第二层,然后用同样的方法露出第二次切入土样的环刀口,再切入第三层、第四层等,如果遇到坚硬的老黏土,手工切土要分多层切削土样,耗时、费力、土样极易出现离环、开裂、剥落等扰动现象。出现上述问题后,势必会影响试验结果的准确性。
发明内容
为此,本实用新型实施例提供一种减少土样扰动的切土设备,以解决现有技术中手工切土费时、耗力、对土样的扰动较大的问题。
为了实现上述目的,本实用新型实施例提供如下技术方案:
根据本实用新型实施例的第一方面,该减少土样扰动的切土设备包括底座、支架、圆筒、环刀和升降机构,支架设置在底座的一侧,支架上端螺纹连接有一根丝杆,丝杆下端通过轴承机构与圆筒上端转动连接,丝杆的上端连接有带动其旋转的旋转机构,圆筒的下端内侧设有环形的环刀固定槽,环刀上端设置在环刀固定槽内。
进一步地,所述的旋转机构为旋转轮盘,旋转轮盘与丝杆上端固定连接。
进一步地,所述的旋转机构为旋转电机,旋转电机通过导向机构竖向滑动地安装在支架上,旋转电机的电机轴与丝杆上端固定连接,旋转电机是双向转动的。
进一步地,所述的导向机构包括竖直固定在支架上端的导向杆,旋转电机与滑块固定连接,旋转电机通过滑块滑动连接导向杆。
进一步地,所述的轴承机构包括轴承、轴承盘和压盖,轴承固定在轴承盘内侧,圆筒内侧设有固定台,轴承盘固定在固定台上侧,压盖设置在轴承盘上侧,压盖与圆筒上端螺纹连接,丝杆下端与轴承的内圈固定连接。
进一步地,所述的轴承机构包括轴承座和轴承,轴承设置在轴承座中部,轴承的内圈固定连接有一个轴套,丝杆下端与轴套固定连接,轴承座下侧固定有多个圆筒。
进一步地,所述的支架上端固定有两个间隔设置的螺母,丝杆与两个螺母均螺纹连接。
进一步地,所述的底座上侧设有用于放置待切土样的垫板,垫板为尼龙、木、铝、铁或不锈钢等材质。
本实用新型实施例具有如下优点:
本实用新型实施例结构简单、加工方便、成本低,通过丝杆带动圆筒下降,圆筒带动环刀对土样进行切取,可以一次性将土样切入环刀内,可以不分层切削,经过大量土样切削测试,一次切入环刀内的土样不会发生受力不均衡现象,进而可以避免对原状土样造成开裂、离环等二次扰动,切土质量达到规程规范要求,提高试验精度的同时,有效降低劳动强度,大大提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本实用新型可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1为本实用新型实施例1提供的一种减少土样扰动的切土设备的示意图;
图2为本实用新型实施例1减少土样扰动的切土设备的剖视图;
图3为本实用新型实施例1圆筒的结构示意图;
图4为本实用新型实施例1轴承座的结构示意图;
图5为本实用新型实施例2减少土样扰动的切土设备的示意图;
图6为本实用新型实施例2减少土样扰动的切土设备的俯视图;
图7为图6中A-A处的剖视图;
图8为图7中B处的局部放大图;
图中:1-底座2-垫板3-支架4-土样5-环刀6-圆筒7-轴承座8-丝杆9-螺母10-旋转电机11-导向杆12-滑块13-止挡块14-轴承15-环刀固定槽16-旋转轮盘17-压盖18-固定台19-轴承盘20-螺栓21-变频器22-开关23-垫板轴承24-轴套25-螺纹孔26-注油嘴。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述明了,而非用以限定本实用新型可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例1
参见图1~3,该减少土样扰动的切土设备包括底座1、支架3、圆筒6、环刀5和升降机构,支架3设置在底座1的一侧,支架3下端与底座1固定连接,支架3上端螺纹连接有一根丝杆8,丝杆8下端通过轴承机构与圆筒6上端转动连接,丝杆8的上端连接有带动其旋转的旋转机构,圆筒6的下端内侧设有环形的环刀固定槽15,环刀5上端设置在环刀固定槽15内。
底座1上侧设有用于放置待切土样4的垫板2,垫板2为尼龙、木、铝、铁或不锈钢等材质。底座1中部设有垫板轴承23,垫板2下侧设有连接垫板轴承23的轴,垫板2通过垫板轴承23转动设置在底座1上,以便于对放置在垫板2上的土样4进行操作。支架3上端固定有两个间隔设置的螺母9,丝杆8与两个螺母9均螺纹连接。两个螺母9与丝杆8连接,确保丝杆8稳定旋转升降,以避免对土样造成扰动。
本实施例中的旋转机构为旋转电机10,旋转电机10通过导向机构竖向滑动地安装在支架3上,旋转电机10的电机轴与丝杆8上端固定连接,导向机构包括竖直固定在支架3上端的导向杆11,旋转电机10通过滑块12滑动连接导向杆11,旋转电机10与滑块固定连接。旋转电机10为双向旋转电机,本实施例中的导向杆11为H形,导向杆11的上端设有止挡块13,对滑块12进行限位。旋转电机10的一侧连接有变频器21,变频器21上设有控制升降、启停的开关22,通过变频器21可以调整旋转电机10的转速,使用更加方便。
参见图4,轴承机构包括轴承座7和轴承14,轴承14设置在轴承座7中部,轴承14的内圈固定有轴套24,丝杆8下端与轴套24固定连接,轴套24的侧面开设有螺纹孔25,螺钉与螺纹孔25连接后压紧在丝杆8的下端,实现丝杆8与轴套24的固定连接,轴承座7上设有为轴承14注油脂的注油嘴26。轴承座7下侧固定有多个圆筒6,圆筒6可以直接通过螺栓与轴承座7固定连接,也可以通过轴承转动连接。本实施例通过轴承座7可以一次性对多个土样4进行环切,进一步提高工作效率,由于人工手摇同时切取多个土样4较为费力,所以本实施例采用旋转电机10带动丝杆8旋转升降切取土样。
土样4放置在垫板2上,旋转电机10带动丝杆8旋转,丝杆8在旋转的同时向下移动,此时旋转电机10随之在导向杆11上滑动,丝杆8带动轴承座7向下移动的过程中,在环刀5与土样4接触前轴承座7会产生一定的自转,由于有轴承14,此时只要用手轻微扶一下轴承座7就能够避免其旋转。圆筒6带动环刀5向下对土样4进行切取,一次性将土样切入环刀5内,可以不分层切削,经过大量土样切削测试,一次切入环刀5内的土样不会发生受力不均衡现象,进而可以避免对原状土样造成开裂、离环等二次扰动,切土质量达到规程规范要求,提高试验精度的同时,有效降低劳动强度,大大提高工作效率。
实施例2
参见图5~6,本实施例中的旋转机构为旋转轮盘16,旋转轮盘16与丝杆8上端固定连接。丝杆8的下端连接一个圆筒6,本实施例的圆筒6下端内侧也设有用于固定环刀5的环刀固定槽15。本实施例的底座1上侧也设有用于放置待切土样的垫板2,垫板2为尼龙、木、铝、铁或不锈钢等材质。支架3上端固定有两个间隔设置的螺母9,丝杆8与两个螺母9均螺纹连接。
参见图7~8,轴承机构包括轴承14、轴承盘19和压盖17,轴承14固定在轴承盘19内侧,圆筒6内侧设有固定台18,轴承盘19固定在固定台18上侧,压盖17设置在轴承盘19上侧,压盖17与圆筒6上端螺纹连接,丝杆8下端与轴承14的内圈固定连接。丝杆8的下端为***轴承14内圈中的固定轴,固定轴上侧设有直径大于轴承14内圈内径的轴台,固定轴下端通过螺栓20以及垫片与轴承14内圈的下侧固定连接,实现丝杆8下端与轴承14内圈的固定连接。本实施例在底座1中部设有垫板轴承23,垫板2下侧设有连接垫板轴承23的轴,垫板2通过垫板轴承23转动设置在底座1上,以便于对放置在垫板2上的土样4进行操作。
人工手摇旋转轮盘16,旋转轮盘16带动丝杆8旋转,丝杆8带动圆筒6下降,当环刀5与土样4接触后,在轴承14的作用下,圆筒6与环刀5不再随丝杆8旋转,只向下移动对土样4进行切取。本实用新型实施例结构简单、加工方便、成本低,一次性将土样切入环刀5内,可以不分层切削,经过大量土样切削测试,一次切入环刀5内的土样不会发生受力不均衡现象,进而可以避免对原状土样造成开裂、离环等二次扰动,切土质量达到规程规范要求,提高试验精度的同时,有效降低劳动强度,大大提高工作效率。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。