一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種試樣制備器，尤其是涉及一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器。
【背景技術(shù)】
[0002]作為研宄土體的物理力學(xué)特性的重要手段之一，室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)主要包括:(1) 土的物理性質(zhì)試驗(yàn)；(2) 土的水理性質(zhì)試驗(yàn)；(3) 土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)(靜態(tài))；(4) 土的動(dòng)力性質(zhì)的室內(nèi)試驗(yàn)。根據(jù)土的力學(xué)特性試驗(yàn)結(jié)果，勘察設(shè)計(jì)單位就會(huì)結(jié)合地基和巖土環(huán)境的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出合理的施工方案，因此土工試驗(yàn)是土木工程建設(shè)的主要環(huán)節(jié)之一。在研宄土的力學(xué)性質(zhì)時(shí)，通常會(huì)取一定的土單元來(lái)進(jìn)行研宄。例如土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)(靜態(tài))中的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)。一般情況下，土體可視為連續(xù)均勻的，所以土體受到的周圍壓力一般也是均勻的。柱體內(nèi)表面是光滑圓面，內(nèi)部受力均勻，因此，可以用圓柱形裝置來(lái)制備土樣，模擬土體四周的均布受壓狀態(tài)。
[0003]目前，普遍采用一種稱為“三瓣膜”的制備儀器來(lái)制作柱狀土試樣，該設(shè)備由三瓣膜(將一金屬圓筒均分為三塊)、套箍、底座和擊實(shí)儀器構(gòu)成。在制作試樣時(shí)，首先在三瓣膜內(nèi)側(cè)均勻涂刷一層凡士林；然后將三瓣膜拼裝成柱狀；安裝到底座，底座下預(yù)先放一塊透水石；套好套箍；最后進(jìn)行土體擊實(shí)，完成試樣制備。然而，傳統(tǒng)三瓣膜存在以下缺陷:
(I)三瓣膜制樣儀步驟繁多，大大降低了試樣制備的效率；(2)三瓣膜上下端口尺寸有略微不同，在組裝成筒狀時(shí)很難分清上下端面，給組裝帶來(lái)了極大的困難；(3)在制備含水率較高的土體試樣時(shí)，由于土體與圓柱內(nèi)壁有很大的粘滯阻力，導(dǎo)致難以脫膜，甚至土體試樣破損；(4)在分層擊實(shí)土體時(shí)，由于擊實(shí)用力并不完全均勻，又難以看到土體壓實(shí)的過(guò)程，可能導(dǎo)致某些部位未被填實(shí)，使制備出來(lái)的土體試樣不均勻。因此，對(duì)傳統(tǒng)三瓣膜進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)一種制樣精度高、操作簡(jiǎn)便的制樣儀是目前室內(nèi)土工試驗(yàn)領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種易脫膜、易拼裝、制樣過(guò)程可視化、土體高度可直接量測(cè)，提高了制樣效率和試樣質(zhì)量的土工試驗(yàn)中圓柱體試樣制備器。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，包括空心圓柱筒和底座，還包括長(zhǎng)直螺栓，所述的空心圓柱筒由呈半圓形的第一單瓣膜和第二單瓣膜圍成，所述的第一單瓣膜頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第一螺帽構(gòu)件，所述的第二單瓣膜的頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第二螺帽構(gòu)件，所述的第二螺帽構(gòu)件緊貼在所述的第一螺帽構(gòu)件的正下方，所述的長(zhǎng)直螺栓依次穿過(guò)所述的第一螺帽構(gòu)件和所述的第二螺帽構(gòu)件與所述的底座固定連接。
[0006]所述的底座上設(shè)置有螺栓連接孔，所述的螺栓連接孔與所述的長(zhǎng)直螺栓通過(guò)螺紋固定連接。
[0007]所述的底座呈空心圓筒狀，所述的底座的中央空心處設(shè)置有透水石，所述的透水石位于所述的空心圓柱筒與所述的底座之間。
[0008]所述的第一單瓣膜和所述的第二單瓣膜上均設(shè)置有刻度，所述的刻度的最小值為Imm ;所述的刻度的零點(diǎn)位于所述的透水石的頂部。
[0009]所述的試樣制備器還包括試樣擊實(shí)器，所述的試樣擊實(shí)器由一體連接的圓柱體壓力塊和導(dǎo)桿構(gòu)成，所述的圓柱體壓力塊的直徑小于所述的空心圓柱筒的內(nèi)徑。
[0010]所述的空心圓柱筒的內(nèi)徑為40mm，高為80mm，壁厚5mm。
[0011]所述的第一單瓣膜、所述的第二單瓣膜、所述的底座和所述的長(zhǎng)直螺栓均由PC透明塑料制成。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型公開(kāi)了一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，包括由呈半圓形的第一單瓣膜和第二單瓣膜圍成的空心圓柱筒、底座和長(zhǎng)直螺栓，第一單瓣膜頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第一螺帽構(gòu)件，第二單瓣膜的頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第二螺帽構(gòu)件，第二螺帽構(gòu)件緊貼在第一螺帽構(gòu)件的正下方，長(zhǎng)直螺栓依次穿過(guò)第一螺帽構(gòu)件和第二螺帽構(gòu)件與底座固定連接。試樣的高度可以通過(guò)刻度直接讀出；雙瓣膜柱體試樣制備器組裝容易、簡(jiǎn)便，提高了制備效率；采用長(zhǎng)直螺栓來(lái)固定兩個(gè)單瓣膜與底座，固定方式簡(jiǎn)單、牢固；在每個(gè)單瓣膜兩側(cè)各延伸出一個(gè)螺帽構(gòu)件，一是用于旋入螺栓，二是用于脫膜時(shí)在兩側(cè)各有一個(gè)受力點(diǎn)，當(dāng)試樣與筒壁間粘滯阻力較大時(shí)，使脫膜更加方便，對(duì)試樣的損傷更小，從而提高制備試樣的質(zhì)量，減小實(shí)驗(yàn)誤差；單瓣膜采用PC透明塑料制成，使得制樣過(guò)程可視化，能夠保證制出的土體試樣密實(shí)、均勻，并且底座和長(zhǎng)直螺栓也由PC透明塑料制成，使得整個(gè)裝置的質(zhì)量大大減小。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型圓柱體試樣制備器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型長(zhǎng)直螺栓結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型第一單瓣膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型第二單瓣膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例
[0018]一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，如圖1、圖2、圖3和圖4所示，包括空心圓柱筒I和底座2，還包括長(zhǎng)直螺栓3，空心圓柱筒I由呈半圓形的第一單瓣膜4和第二單瓣膜5圍成，如圖3所示，第一單瓣膜4頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第一螺帽構(gòu)件6，如圖4所示，第二單瓣膜5的頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第二螺帽構(gòu)件7，第二螺帽構(gòu)件7緊貼在第一螺帽構(gòu)件6的正下方，長(zhǎng)直螺栓3依次穿過(guò)第一螺帽構(gòu)件6和第二螺帽構(gòu)件7與底座2固定連接。
[0019]在此具體實(shí)施例中，底座2上設(shè)置有螺栓連接孔8，螺栓連接孔8與長(zhǎng)直螺栓3通過(guò)螺紋固定連接；底座2呈空心圓筒狀，底座2的中央空心處設(shè)置有透水石9，透水石9位于空心圓柱筒I與底座2之間；第一單瓣膜4和第二單瓣膜5均由帶有刻度10的PC透明塑料制成，刻度10的最小值為Imm ;刻度10的零點(diǎn)位于透水石9的頂部。
[0020]在此具體實(shí)施例中，試樣制備器還包括試樣擊實(shí)器(圖中未顯示)，試樣擊實(shí)器由一體連接的圓柱體壓力塊和導(dǎo)桿構(gòu)成，圓柱體壓力塊的直徑小于空心圓柱筒I的內(nèi)徑；空心圓柱筒I的內(nèi)徑為40臟，高為80臟，壁厚5mm。第一單瓣膜4、第二單瓣膜5、底座2和長(zhǎng)直螺栓3均由PC透明塑料制成。
[0021]制樣過(guò)程如下:實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在第一單瓣膜4和第二單瓣膜5內(nèi)側(cè)用毛刷涂刷一層凡士林，再將第一單瓣膜4與第二單瓣膜5組裝形成圓柱形空心筒1，然后將空心圓柱筒I安置于底座2上，透水石9事先放于底座2內(nèi)，透水石9上放上一片濾紙，然后用長(zhǎng)直螺栓3依次從第一螺帽構(gòu)件6和第二螺帽構(gòu)件7處旋轉(zhuǎn)至下部底座2的螺栓連接孔8處，直到空心圓柱筒I牢牢固定在底座2上。之后將事先準(zhǔn)備好的土樣分Λ等份(浪2，4，5，8，10，…，80)依次放入空心圓柱筒I內(nèi)，用擊實(shí)儀器對(duì)每份試樣進(jìn)行擊實(shí)，通過(guò)空心圓柱筒I上的刻度10來(lái)控制擊樣的力度，使每份土樣都達(dá)到對(duì)應(yīng)的刻度，保證每份土被擊實(shí)的程度相同，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)高度時(shí)，壓平試樣。然后通過(guò)刻度10直接讀出試樣的高度，旋開(kāi)長(zhǎng)直螺栓3把空心圓柱筒I從底座2上取下，先從上往下滑下第二單瓣膜5，再滑下第一單瓣膜4，試樣制備完畢。
[0022]此柱體試樣制備器安裝簡(jiǎn)單，彌補(bǔ)了已有三瓣膜制樣的不足，顯著提高了制備圓柱形土樣的效率和精度，降低了實(shí)驗(yàn)誤差。
[0023]上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，包括空心圓柱筒和底座，其特征在于還包括長(zhǎng)直螺栓，所述的空心圓柱筒由呈半圓形的第一單瓣膜和第二單瓣膜圍成，所述的第一單瓣膜頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第一螺帽構(gòu)件，所述的第二單瓣膜的頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第二螺帽構(gòu)件，所述的第二螺帽構(gòu)件緊貼在所述的第一螺帽構(gòu)件的正下方，所述的長(zhǎng)直螺栓依次穿過(guò)所述的第一螺帽構(gòu)件和所述的第二螺帽構(gòu)件與所述的底座固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，其特征在于:所述的底座上設(shè)置有螺栓連接孔，所述的螺栓連接孔與所述的長(zhǎng)直螺栓通過(guò)螺紋固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，其特征在于:所述的底座呈空心圓筒狀，所述的底座的中央空心處設(shè)置有透水石，所述的透水石位于所述的空心圓柱筒與所述的底座之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，其特征在于:所述的第一單瓣膜和所述的第二單瓣膜上均設(shè)置有刻度，所述的刻度的最小值為1mm，所述的刻度的零點(diǎn)位于所述的透水石的頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，其特征在于:所述的試樣制備器還包括試樣擊實(shí)器，所述的試樣擊實(shí)器由一體連接的圓柱體壓力塊和導(dǎo)桿構(gòu)成，所述的圓柱體壓力塊的直徑小于所述的空心圓柱筒的內(nèi)徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，其特征在于:所述的空心圓柱筒的內(nèi)徑為40mm，高為80mm，壁厚5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，其特征在于:所述的第一單瓣膜、所述的第二單瓣膜、所述的底座和所述的長(zhǎng)直螺栓均由PC透明塑料制成。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種土工試驗(yàn)中圓柱形土體試樣制備器，包括空心圓柱筒和底座，特點(diǎn)是還包括長(zhǎng)直螺栓，空心圓柱筒由呈半圓形的第一單瓣膜和第二單瓣膜圍成，第一單瓣膜頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第一螺帽構(gòu)件，第二單瓣膜的頂部?jī)啥朔謩e朝外側(cè)水平延伸出第二螺帽構(gòu)件，第二螺帽構(gòu)件緊貼在第一螺帽構(gòu)件的正下方，長(zhǎng)直螺栓依次穿過(guò)第一螺帽構(gòu)件和第二螺帽構(gòu)件與底座固定連接，優(yōu)點(diǎn)是易脫膜﹑易拼裝﹑制樣過(guò)程可視化﹑土體高度可直接量測(cè)，提高了制樣效率和試樣質(zhì)量。
【IPC分類】G01N1-28
【公開(kāi)號(hào)】CN204479374
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520131218
【發(fā)明人】郭麗敏, 朱劍鋒, 林亨, 李洲
【申請(qǐng)人】寧波大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月5日