[發明專利]一種重塑土直剪試樣的制樣器及其制樣方法

有效

• 申請號: 201210389874.1
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102914458A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 王偉;李淼;張芳;白文輝;楊麗君;屠益琦;池旭超
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所 33220
• 代理人: 王余糧

技術領域：

????本發明涉及一種重塑土直剪試樣的制樣器及其制樣方法，屬于土木工程學科的土體抗剪強度測試領域。

背景分析：

在工程設計時，為了保證基坑邊坡、路堤邊坡等建筑物或構筑物的安全穩定，需要準確確定邊坡土體的抗剪強度及其對應參數，土體抗剪強度的測試也就成為目前土力學學科中的一個重要內容。直剪試驗是實驗室測定土體抗剪強度的一個常用方法，該試驗需要將土體制成直徑6.18cm、高2.0cm的圓餅形標準試樣。制作試樣時，實驗室通常采用普通環刀輔助人工密實的方法，因此制作過程中操作較為粗糙，試樣表面會凹凸不平，試樣的高度、平整度均不易精確控制，且土樣不易從普通環刀中卸出，對直剪試驗的結果影響較大。?????

發明內容：

本發明的目的在于提供一種重塑土直剪試樣的制樣器及其制樣方法。本發明不僅能夠保證土樣的高度、平整度和密實度，而且能在整個制樣過程中通過制樣器自身的配件智能保護土樣，操作方便，卸樣簡單。

為了達到上述的目的，本發明的解決方案是：

一種重塑土直剪試樣的制樣器，其特征在于：包括底座、環刀和制樣活塞，底座包括承力板，承力板上方設有定位凸起，承力板下方設有定位圓環，所述的環刀為階梯型剛性薄壁圓環，包括壓樣環、卸樣環，壓樣環和卸樣環固接成一體，壓樣環和卸樣環的外徑與定位圓環的內徑相適配，所述的制樣活塞包括制樣推頭、限位器、壓力傳遞桿、卸樣推頭，制樣推頭、限位器、壓力傳遞桿、卸樣推頭由下及上依次固設在一起，且中心線相重合，其中：制樣推頭的直徑與壓樣環的內徑相適配，制樣推頭的高度為壓樣環的高度與標準試樣的高度之差，限位器的直徑大于制樣推頭的直徑，壓力傳遞桿為圓柱形直桿，直徑小于壓樣環的內徑，卸樣推頭的直徑與壓樣環內徑相適配。

進一步的設置在于：

所述的底座為剛性底座，承力板為圓形剛性板，厚度為0.6cm，直徑為8.0cm，定位凸起為圓柱形，固設在承力板的上方，定位凸起的高度為3.5cm；定位凸起的直徑為6.3cm，定位圓環固設在承力板的下方，定位圓環的內徑為6.5cm；定位圓環的外徑為7.0cm；定位圓環的高度為0.5cm，承力板、定位凸起、定位圓環的中心線相重合。

壓樣環和卸樣環的外徑均為6.5cm，壓樣環的內徑與標準試樣直徑匹配；壓樣環的高度為4.0cm，卸樣環的內徑為6.3cm；卸樣環的高度為3.5cm；卸樣環上設有排氣孔，環刀的總高度為7.5cm。

所述的制樣活塞，制樣推頭、限位器、壓力傳遞桿、卸樣推頭均為實心圓餅形，其中：制樣推頭的直徑與壓樣環的內徑相適配，制樣推頭的高度為2.0cm，限位器的直徑為7.0cm，卸樣推頭的直徑為6.18cm。

所述的壓力傳遞桿的長度與卸樣推頭的高度之和大于壓樣環的高度。

本發明另一方面目的是提供一種重塑土直剪試樣的制樣方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）平穩放置底座，將環刀套裝在底座上，此時，卸樣環與定位凸起匹配放置，壓樣環的底部與定位凸起充分接觸，卸樣環的底部與承力板充分接觸；

（2）稱取設計的重塑土，放入壓樣環和定位凸起所圍成的空間中，而后將制樣活塞的制樣推頭緩慢放入壓樣環中；在卸樣推頭上施加豎向外力，通過壓力傳遞桿驅使制樣推頭向下擠壓土體，直至限位器與壓樣環的上緣充分接觸，這時在壓樣環底部形成直徑6.18cm高度2.0cm的標準土樣；

（3）拆開底座、環刀和制樣活塞，此時土樣留在壓樣環底部；然后將剛性底座的定位凸起朝下、定位圓環朝上放置平穩；再將帶有土樣的環刀放置在剛性底座上，通過定位圓環固定環刀；再將制樣活塞的卸樣推頭朝下、制樣推頭朝上裝于制樣環上，卸樣推頭插入與之適配的壓樣環內；

（4）在制樣推頭上施加豎向外力，通過壓力傳遞桿驅使卸樣推頭向下擠壓土樣，同時卸樣環內的空氣由排氣孔排出，直至限位器與壓樣環的上緣充分接觸，這時土樣被安全卸入到卸樣環的空間內；

（5）拆開底座、環刀和制樣活塞，取出土樣；卸樣完畢，土樣即可供土體的直剪測試使用。

本發明的有益結果為：

本發明克服了直剪試樣傳統制作的缺陷，不僅能夠保證土樣的高度、平整度和密實度，而且能在整個制樣過程中通過制樣器自身的配件智能保護土樣，操作方便，卸樣簡單。

以下結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

附圖說明：

圖1是本發明的底座截面示意圖；

圖2是本發明的制樣環刀剖面示意圖：

圖3是本發明的制樣活塞示意圖；

圖4是本發明裝入重塑土前的安裝示意圖；