一種三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉屬于巖土工程土工試驗技術領域，具體是一種三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器，適用于大多種類土體特別是膨脹土、泥巖等高密度土體的重塑三軸樣制作。
【背景技術】
[0002]進行三軸試驗前，一般需要根據試驗規程對土樣進行必要的加工及制備。對擾動土而言，土工試驗規程SL237-1999中擾動土試樣制備方法有三種:擊樣法、擊實法和壓樣法。由于擊實過程中帶有沖擊荷載的反復作用，擊樣法和擊實法制作土樣的均勻性、土體的結構及其它相關物理力學性質難免會受到一定的影響，制作高密度土樣時上述問題更為明顯，并存在難以擊實到制定密度的問題。且這兩種方法操作繁瑣，土樣耗費極大，對操作人員經驗技術要求較高，并不可避免地由于人為壓力不均勻對試樣造成一定的影響。壓樣法是擾動土試樣制作的一個方法，但由于長期以來缺乏相應的制作設備，特別是制備高密度土樣時，極易發生難以精確控制壓實度、儀器變形和制備好的土樣難以取出等問題，因此該方法并未得到廣泛使用。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術的缺陷及不足，本發明目的在于提供一種三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器，能夠克服傳統制樣法制作高密度土樣的困難，減輕人為因素對試樣的影響，提高制樣的精度和效率，當用制備土樣進行靜三軸或動三軸試驗時能得到可信的試驗數據。并且該儀器操作簡單，能夠減輕重塑樣制作的工作量。
[0004]本發明的技術方案是:一種三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器，包括電動液壓千斤頂、水平氣泡、頂板、加長活塞桿、壓餅、中板以及底板。具體結構和連接方式為:所述電動液壓千斤頂和水平氣泡安裝在頂板上，電動液壓千斤頂與加長活塞桿連接，頂板通過支撐立柱的上節柱與中板連接；中板通過支撐立柱的下節柱與底板連接，底板設有可調節支座和用于安裝護筒的底板定位孔，中板設有可倒置護筒的圓孔及中板定位孔，加長活塞桿上設有刻度，加長活塞桿通過螺紋與壓餅連接。
[0005]所述護筒上端設有卡口，該卡口與導筒的內卡口緊密接合，護筒下端為底座，底座上設有定位孔。
[0006]所述護筒的內外直徑與導筒的內外直徑相同，護筒的底座外徑比護筒主體本身外徑大2cm，護筒外直徑與中板上的圓孔的直徑相同，護筒的內直徑與壓餅的直徑相同，護筒的高度和內直徑與三軸試驗要求制備土樣的高度和直徑相同。
[0007]所述電動液壓千斤頂設有電子開關。
[0008]所述護筒倒置于圓孔中，通過護筒的底座卡在中板上，護筒的底座定位孔與中板的中板定位孔一一對應，通過銷釘將護筒與中板固定。
[0009]所述底板上設有三個底板定位孔，護筒的底座定位孔與底板上的底板定位孔一一對應，通過銷釘將護筒與底板固定，保證活塞桿及壓餅下壓時定位準確。
[0010]所述底板上的底板定位孔、中板上的中板定位孔與護筒的底座定位孔的垂直方向位置相同，各孔直徑與銷釘釘身直徑相同。
[0011]所述底板下設有3個可調節支座，通過可調節支座使頂板的水平氣泡水平居中，使制樣器保持水平狀態，讓松散土體在護筒內處于水平狀態，土體能夠均勻受壓。
[0012]工人原理及過程:
[0013]制樣時，將導筒扣在護筒上，再將護筒放置于底板上，護筒的底座定位孔與底板定位孔對齊，插入銷釘固定后，稱量一定質量的土樣裝入導筒與護筒中。裝配好對應壓餅后，開動千斤頂將壓餅壓下至分層壓實指定的每一層高度，重復此操作直至土體壓實裝滿整個護筒。完成壓樣后，升起活塞桿，拆下護筒。將導筒拆下，把裝有土樣的護筒倒置于中板的圓孔中，護筒的底座定位孔與中板定位孔對齊，插入銷釘固定后，開動千斤頂用壓餅將護筒中的土樣推出，制樣完成。
[0014]本發明的優點和效果如下:
[0015]1、針對手工壓樣的受力不均勻特點，設置了電動液壓式千斤頂，通過活塞桿底部刻度分層壓實土樣，避免了后期削土過程中對土樣的擾動影響。
[0016]2、通過導筒保證所加土樣完全壓入到護筒中，避免了傳統擊實中對大塊土樣擊實后再制樣造成的浪費，也便于控制壓樣質量。
[0017]3、自動壓樣制作，較傳統擊實法壓樣，削土等繁瑣累贅的過程，大大減輕了制樣的工作量，加快了制樣效率。
[0018]4、根據不同三軸試驗對土樣尺寸的要求，可選配護筒、導筒、壓餅及相應的底板和中板，對各種實驗所需規格壓樣具有普遍性和全面性。
[0019]5、利用千斤頂通過中板將土樣取出，解決了傳統壓樣法制備土樣特別是高密度土樣后難以從模具中完整取出的問題，且省時省力。
[0020]6、自動化程度高，操作方便。尤其適用于大量對比實驗壓樣制作，或對壓樣質量控制有較高要求的壓樣制作。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明所述的三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器的結構示意圖。
[0022]圖2為本發明所述的三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器的的導筒結構示意圖。
[0023]圖3為本發明所述的三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器的的護筒結構示意圖。
[0024]圖4為本發明所述的三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器的將土樣裝入狀態示意圖。
[0025]圖5為本發明所述的三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器將護筒中的土樣推出狀態示意圖。
[0026]圖中標記為:電動液壓千斤頂1、電子開關2、水平氣泡3、頂板4、加長活塞桿5、壓餅6、支撐立柱7、中板定位孔8、圓孔9、中板10、底板11、底板定位孔12、可調節支座13、護筒14、底座定位孔15，導筒16、銷釘17。
【具體實施方式】
[0027]以下通過實施例對本發明的技術方案作進一步說明。
[0028]—種三軸試驗專用可制備高密度擾動土樣的制樣器，包括電動液壓千斤頂1、水平氣泡3、頂板4、加長活塞桿5、壓餅6、中板10以及底板11，具體結構和連接關系為:所述電動液壓千斤頂1和水平氣泡3安裝在頂板4上，電動液壓千斤頂1與加長活塞桿5連接，電動液壓式千斤頂1通過電動開關2控制加長活塞桿5的上升和下壓。加長活塞桿5桿端通過螺紋連接不銹鋼壓餅6，根據不同三軸試驗規格配置不同直徑壓餅6，壓餅6直徑與護筒14的內直徑相同，通常為直徑39.1mm。加長活塞桿5桿臂方向向下，加長活塞桿5桿端設有1mm的小刻度和1cm的大刻度共20cm。小刻度和大刻度標示與壓縮深度對應，能夠根據試驗要求將土體在護筒和導筒內分層壓實，每一層活塞