專利名稱：一種液壓式三軸試樣制樣器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓式三軸試樣制樣器，屬于土木工程學科的土體力學性能測試領域。
背景技術：
目前，隨著沿海地區軟土地基上興建工程的增多，土地資源日趨緊張，軟土力學性能的測試已成為目前土木工程中的重要內容。實驗室在測定軟土的三軸力學性能時，通常將其做成直徑3. 91cm高8. Ocm左右的圓柱形標準試樣。試樣制作過程中需要對其進行均勻擊實以達到設計的密實度。實驗室試樣制作通常采用手工擊實和手工卸樣，很難精確控制試樣的均勻性和試樣總體密度，卸樣時也容易對試樣造成損傷甚至損壞，不易操作，影響試樣的力學性能檢測。實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種液壓式三軸試樣制樣器，以解決現有技術試樣均勻性和易損壞之缺陷，本實用新型能精確的控制試樣總體密度，而且能使試樣密度更加均勻、卸樣更加方便。為了達到上述目的，本實用新型的解決方案是一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于包括底座，門形支架安裝于底座上，液壓系統安裝于門形支架上；液壓系統包括液壓施加器，壓力傳遞桿與液壓施加器聯動連接，推頭與壓力傳遞桿固接，限位器與壓力傳遞桿螺紋連接，在底座的中心對應推頭的位置固設有圓形凸起；制樣筒為圓柱形中空筒體，制樣筒的上部為壓樣筒體，制樣筒的下部為卸樣筒體，卸樣筒體的內徑大于壓樣筒體的內徑并與圓形凸起相適配，壓樣筒體和卸樣筒體相固接成一體，且壓樣筒體和卸樣筒體內部相連通，在壓樣筒體的底部中心處設有貫穿孔槽，活動插塞設于孔槽內。進一步的設置在于壓樣筒體內徑與圓柱形標準試樣的直徑相同為3. 91cm，壓樣筒體的高度大于所需制備的圓柱形標準試樣高度。壓樣筒體的高度為12. 0 cm。卸樣筒體的內徑為4. 1cm，高度為10. 0 cm。壓樣筒體和卸樣筒體的外徑均為4. 5cm，壓樣筒體和卸樣筒體內部相連通形成一個上細下粗的階梯型圓柱空間。貫穿孔槽設置在壓樣筒體底部中心處，貫穿孔槽為高0.5cm、寬3. 91cm的長方形貫穿孔槽，活動插塞插入貫穿孔槽內，將壓樣筒體底部開口封閉。活動插塞的長度為5cm。在卸樣筒體的中部設置一個排氣孔。所述的液壓系統中，液壓施加器為自動液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架上，液壓施加器行程為20cm ;壓力傳遞桿與液壓施加器聯動連接，壓力傳遞桿為剛性直桿，壓力傳遞桿上面刻有螺紋；推頭為直徑3. 91cm的鋼餅，固接于壓力傳遞桿的下端；在壓力傳遞桿上刻有三個標準刻度點，三個刻度點分別對應控制推頭的下表面至插入貫穿孔槽內活動插塞的上表面距離為1/3、2/3、3/3試樣高度，限位器為圓形螺帽，限位器的外徑為4. 2cm、厚度為0. 5cm,限位器與壓力傳遞桿螺紋連接。本實用新型的工作過程如下(I)、先將制樣筒套裝于底座的圓形凸起上，并插入活動插塞，然后稱取設計1/3重量的重塑土放入壓樣筒體內，調整限位器至壓力傳遞桿上的第一刻度點，啟動液壓施加器，通過壓力傳遞桿和推頭對重塑土進行壓實，直至限位器與壓樣筒體的上緣接觸，完成1/3 土樣的壓實，而后卸除液壓施加器的壓力，驅動推頭退出制樣筒；(2)、再次稱取設計1/3重量的重塑土放入壓樣筒體內，調整限位器至壓力傳遞桿上的第二刻度點，啟動液壓施加器，通過壓力傳遞桿和推頭對重塑土進行壓實，直至限位器與壓樣筒體的上緣接觸，完成2/3 土樣的壓實，而后卸除液壓施加器的壓力，驅動推頭退出制樣筒4 ；(3)、重復步驟2，將剩余1/3重量的重塑土放入制樣筒，調整限位器至壓力傳遞桿上的第三刻度點，啟動液壓施加器，通過壓力傳遞桿和推頭對重塑土進行壓實，直至限位器與壓樣筒體的上緣接觸，完成整個土樣的壓實；(4)、啟動液壓施加器，回復到初始無壓力位置，卸除推頭的壓力，調整限位器至壓力傳遞桿的最上端，拔出活動插塞，重新啟動液壓施加器，使壓力傳遞桿進入壓樣筒，驅動推頭將圓柱形土樣逐漸由壓樣筒體內推入到卸樣筒體內，同時卸樣筒體內的空氣通過自身的排氣孔排出，直至限位器的下緣與壓樣筒體的上緣充分接觸，土樣完全進入卸樣筒體內；(5)、啟動液壓施加器回復到初始無壓力位置，壓力傳遞桿和推頭退出制樣筒，并向上拆除制樣筒，卸樣完畢，圓柱形土樣即可供測試使用。本實用新型的有益效果為本實用新型的制樣器不僅能夠在制樣過程中精確控制試樣總體密度，使試樣更加均勻，而且卸樣快捷安全，方法簡便。
圖1是本實用新型制樣器的結構示意圖；圖2是本實用新型制樣筒的結構示意圖；圖3是本實用新型第一次裝土制樣時的示意圖；圖4是本實用新型制樣至2/3標準樣高時的示意圖；圖5是本實用新型卸樣過程的示意圖。圖中標號1-底座，11-圓形凸起；2-門形支架；3-液壓系統，31-液壓施加器，32-壓力傳遞桿，33-推頭，34-限位器；4_制樣筒，41-壓樣筒體，42-卸樣筒體，43-活動插塞；44一孔槽，45—排氣孔；5_ 土樣。
具體實施方式
如圖1 圖2所示，本實施例的一種液壓式三軸試樣制樣器，包括底座1，門形支架2安裝于底座I上，液壓系統3安裝于門形支架2上；底座I的中心處固設有直徑4.1cm厚度0.5cm的圓形凸起11 ;制樣筒4為圓柱形筒體，包括壓樣筒體41、卸樣筒體42、活動插塞43。液壓系統3包括液壓施加器31、壓力傳遞桿32、推頭33、限位器34。[0035]本實用新型的制樣筒4主要由壓樣筒體41、卸樣筒體42兩部分組成，其中，制樣筒4的上部為壓樣筒體41，壓樣筒體41內徑與標準試樣的直徑相同為3. 91cm，壓樣筒體41的高度比所需制備的圓柱形標準試樣高度8.0 cm略大，優選為12.0 cm;制樣筒4的下部為卸樣筒體42，卸樣筒體42的內徑比壓樣筒體41的內徑略大并與圓形凸起11相適配，卸樣筒體42的內徑優選為4. 1cm，卸樣筒體42的高度比所需制備的圓柱形標準試樣高度8. 0 cm略大，優選為10. 0 cm ;壓樣筒體41和卸樣筒體42外徑相同，優選為4. 5cm，壓樣筒體41和卸樣筒體42相固接成一體，內部相連通形成一個上細下粗的階梯型圓柱空間；在壓樣筒體41底部中心處設有一個高0. 5cm寬3. 91cm的長方形貫穿孔槽44，活動插塞43設于孔槽44內，并可以方便的從孔槽44內插入和拔出，當活動插塞43完全插入孔槽44內時，活動插塞43會將壓樣筒體41底部開口封閉，從而將壓樣筒體41和卸樣筒體42隔斷，為方便活動插塞43的插拔,活動插塞43的長度以大于壓樣筒體41的外徑(4. 5cm)為較佳,優選為5cm。作為優選的一種實施例，可以在卸樣筒體42的中部設置一個排氣孔45，用于排出卸樣筒體42內的空氣。液壓系統3中，液壓施加器31為自動液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架2上，其行程優選為20cm ;壓力傳遞桿32與液壓施加器31聯動連接，壓力傳遞桿32為剛性直桿，壓力傳遞桿32上面刻有螺紋；推頭33為直徑3. 91cm的鋼餅，固接于壓力傳遞桿32的下端；在壓力傳遞桿32上刻有三個標準刻度點，三個刻度點分別對應控制推頭33的下表面至插入貫穿孔槽內活動插塞43的上表面距離為1/3、2/3、3/3試樣高度，試樣的總高度為8. 0cm ;限位器34為圓形螺帽，外徑大于壓樣筒體41的內徑3. 91cm，優選為4. 2cm,限位器34的厚度為0. 5cm,限位器34與壓力傳遞桿32螺紋連接。壓力傳遞桿32和推頭33的總長度略大于限位器34的厚度(0. 5cm)與壓樣筒體41的高度(12. Ocm)之和(12. 5cm),優選為13. Ocm,以保證當限位器34旋轉至壓力傳遞桿32的最上端且下緣與壓樣筒體41的上緣充分接觸時，能夠把土樣推到卸樣筒體42內，且推頭33進入卸樣筒42有0. 5cm,此時土樣在重力作用下落到厚度為0. 5cm的圓形凸起11上；由于卸樣筒體42高度10. cm，所以高度8. Ocm的土樣上表面脫離推頭33有1. Ocm距離，保護試樣在卸樣筒體42內不被壓壞。結合圖3 圖5所示，本實用新型的工作過程如下(I)、先將制樣筒4套裝于底座I的圓形凸起11上并插入活動插塞43，然后稱取設計1/3重量的重塑土放入壓樣筒體41內，調整限位器34至壓力傳遞桿32上的第一刻度點，啟動液壓施加器31通過壓力傳遞桿32和推頭33對重塑土進行壓實，直至限位器34與壓樣筒體41的上緣充分接觸，完成1/3 土樣的壓實，而后卸除液壓施加器31的壓力，驅動推頭33退出制樣筒4 ;(2)、再次稱取設計1/3重量的重塑土放入壓樣筒體41內，調整限位器34至壓力傳遞桿32上的第二刻度點，啟動液壓施加器31通過壓力傳遞桿32和推頭33對重塑土進行壓實，直至限位器34與壓樣筒體41的上緣充分接觸，完成2/3 土樣的壓實，而后卸除液壓施加器31的壓力，驅動推頭33退出制樣筒4 ；(3)、重復步驟2，將剩余1/3重量的重塑土放入制樣筒4，調整限位器34至壓力傳遞桿32上的第三刻度點，啟動液壓施加器31通過壓力傳遞桿32和推頭33對重塑土進行壓實，直至限位器34與壓樣筒體41的上緣充分接觸，完成整個土樣的壓實；[0043](4)、啟動液壓施加器31回復到初始無壓力位置，卸除推頭33的壓力，調整限位器34至壓力傳遞桿32的最上端，拔出活動插塞43，重新啟動液壓施加器31，使壓力傳遞桿32進入壓樣筒41，驅動推頭33將圓柱形土樣5逐漸由壓樣筒體41內推入到卸樣筒體42內，同時卸樣筒體42內的空氣通過自身的排氣孔45排出，直至限位器34的下緣與壓樣筒體41的上緣充分接觸，表示土樣5已經完全進入并落在卸樣筒體42內；(5)、啟動液壓施加器31回復到初始無壓力位置，壓力傳遞桿32和推頭33退出制樣筒4，并向上拆除制樣筒4，卸樣完畢，圓柱形土樣5即可供測試使用。本實用新型克服了傳統制樣器不能把土體充分壓實且密度均勻的缺陷，不僅能夠在制樣過程中精確控制試樣總體密度，使試樣更加均勻，而且卸樣快捷安全，方法簡便。
權利要求1.一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于包括底座，門形支架安裝于底座上，液壓系統安裝于門形支架上；液壓系統包括液壓施加器，壓力傳遞桿與液壓施加器聯動連接，推頭與壓力傳遞桿固接，限位器與壓力傳遞桿螺紋連接，在底座的中心對應推頭的位置固設有圓形凸起；制樣筒為圓柱形中空筒體，制樣筒的上部為壓樣筒體，制樣筒的下部為卸樣筒體，卸樣筒體的內徑大于壓樣筒體的內徑并與圓形凸起相適配，壓樣筒體和卸樣筒體相固接成一體，且壓樣筒體和卸樣筒體內部相連通，在壓樣筒體的底部中心處設有貫穿孔槽，活動插塞設于孔槽內。
2.根據權利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于壓樣筒體內徑與圓柱形標準試樣的直徑相同為3. 91cm，壓樣筒體的高度大于所需制備的圓柱形標準試樣高度。
3.根據權利要求2所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于壓樣筒體的高度為 12. O cm。
4.根據權利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于卸樣筒體的內徑為 4.1cm,高度為 10. 0 cm。
5.根據權利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于壓樣筒體和卸樣筒體的外徑均為4. 5cm，壓樣筒體和卸樣筒體內部相連通形成一個上細下粗的階梯型圓柱空間。
6.根據權利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于貫穿孔槽設置在壓樣筒體底部中心處，貫穿孔槽為高0. 5cm、寬3. 91cm的長方形貫穿孔槽，活動插塞插入貫穿孔槽內，將壓樣筒體底部開口封閉。
7.根據權利要求1或6所述的一種液壓式三軸試樣制樣器,其特征在于活動插塞的長度為5cm。
8.根據權利要求1或6所述的一種液壓式三軸試樣制樣器,其特征在于在卸樣筒體的中部設置一個排氣孔。
9.根據權利要求1或6所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于所述的液壓系統中，液壓施加器為自動液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架上，液壓施加器行程為20cm;壓力傳遞桿與液壓施加器聯動連接，壓力傳遞桿為剛性直桿，壓力傳遞桿上面刻有螺紋；推頭為直徑3. 91cm的鋼餅，固接于壓力傳遞桿的下端；在壓力傳遞桿上刻有三個標準刻度點，三個刻度點分別對應控制推頭的下表面至插入貫穿孔槽內活動插塞的上表面距離為1/3、2/3、3/3試樣高度，限位器為圓形螺帽，限位器的外徑為4. 2cm、厚度為0. 5cm,限位器與壓力傳遞桿螺紋連接。
專利摘要本實用新型公開了一種液壓式三軸試樣制樣器，屬于土體力學性能測試技術領域，包括底座，門形支架安裝于底座上，液壓系統安裝于門形支架上，底座的中心處固設有圓形凸起。液壓系統包括液壓施加器、壓力傳遞桿、推頭和限位器；制樣筒為圓柱形筒體，包括壓樣筒體、卸樣筒體、活動插塞，卸樣筒體的內徑與底座的圓形凸起相適配。本實用新型克服了傳統制樣器不能把土體充分壓實且密度均勻的缺陷，不僅能夠在制樣過程中精確控制試樣總體密度，使試樣更加均勻，而且卸樣快捷安全，方法簡便。
文檔編號G01N1/28GK202837065SQ20122052643
公開日2013年3月27日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者王偉 申請人:紹興文理學院