[發明專利]一種液壓式三軸試樣制樣器及其制樣方法

有效

• 申請號: 201210390011.6
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102914459A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 王偉
• 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：

本發明涉及一種液壓式三軸試樣制樣器及其制樣方法，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8.0cm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。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種液壓式三軸試樣制樣器及其制樣方法，以解決現有技術試樣均勻性和易損壞之缺陷，本發明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，本發明的解決方案是：

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。

本發明另一方面目的是提供一種液壓式三軸試樣制樣方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）、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。

本發明的有益效果為：