[發明專利]三軸試驗土樣制備系統

有效

• 申請號: 201410639793.1
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104390821B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 段曉夢;邵龍潭;曾立峰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 李寶元,梅洪玉

技術領域

本發明屬于土工試驗技術領域，具體涉及新型三軸試驗土樣制備系統。

技術背景

常規三軸試驗是巖土工程領域十分重要的試驗手段，是測定土的力學性質的有效方法。對于擾動土的三軸試驗，試樣制備質量對試驗精度及數據可靠性具有重要影響。根據規范要求，擾動粉土、黏土試樣采用分層擊實方法制得。傳統擊實制樣雖然設備簡單、使用方便，但制樣過程存在許多問題：1.擊樣筒難以固定，操作過程中容易移動，且擊樣筒可能向上滑移；2.傳統擊樣筒采用整體箍環套箍，擊實過程中會滑脫松動，導致接縫張開或模板錯動；3.擊錘導桿方向不便控制，易使擊實表面傾斜，導致土樣密度不均勻；4.分層擊實時，無法實時監測筒中土樣高度，需要不斷手工測量，容易出現擊實不足或過度的情況；5.分層擊實時需手工刨毛，因無專用工具，無法保證刨毛質量；6.開筒困難，往往由于開筒失誤導致制樣失敗。鑒于上述問題，發明一種能提高三軸土樣制備精度和成功率的系統是十分必要的。

發明內容

為了提高三軸土樣制備的精度和效率，發明了一種新型三軸試驗土樣制備系統，該新型三軸試驗土樣制備系統能夠改善制樣質量，簡化操作流程，增加開筒成功率，提高制樣效率。新型三軸試驗土樣制備系統適用于制備三種規格的試樣：φ39.1mm×80mm、φ50mm×100mm和φ61.8mm×125mm。

一種新型三軸試驗土樣制備系統，包括擊實裝置、擊樣筒、對開式箍環、開筒器和刨毛刷。

擊實裝置具有固定擊樣筒、保持擊錘導桿方向、實時監測土樣高度等功能，如圖1所示。擊實裝置包括底座1、主支柱2、下定位卡盤3、T型卡銷4、上定位套筒5、套筒橫連桿6、主支柱套環7、三角定位板8、副支柱9、頂部定位環10、擊錘導桿11、擊錘12和擊錘底板13。其中，上定位套筒5、套筒橫連桿6和主支柱套環7構成套筒系統，擊錘導桿11、擊錘12和擊錘底板13構成擊錘系統。下定位卡盤3、上定位套筒5、擊錘12和擊錘底板13各有三種尺寸，可根據制樣規格選用相應組件。

底座1：底座是金屬盤，中間有圓形凹槽且均布有三個嵌耳槽，用以嵌固下定位卡盤3，每個嵌耳槽旁有螺孔，用以安裝防止下定位卡盤3脫出的T型卡銷4。底座1上設有三個安裝主支柱2的孔，呈等邊三角形分布。

主支柱2：主支柱總長不小于500mm，下端連接底座1，上端連接三角定位板8。

下定位卡盤3：下定位卡盤3用來固定擊樣筒14，其可嵌入底座1的圓形凹槽中。下定位卡盤3有三種尺寸，分別適用于不同尺寸的擊樣筒14。下定位卡盤3由底圓盤和上圓環構成。底圓盤外端均布有三個嵌耳，與底座1的嵌耳槽相配合。上圓環內壁設有嵌耳槽，與擊樣筒14外壁的嵌耳相配合。下定位卡盤3上圓環的嵌耳槽旁有安裝T型卡銷4的螺孔，以防止擊樣筒14上移脫出。

T型卡銷4：T型卡銷4如圖6所示，其作用是壓在嵌耳上，防止嵌套構件滑脫。T型卡銷4中部截面為T型，腹板和翼緣板為變高度。T型卡銷4端部設有通孔，可使用螺栓固定。

上定位套筒5：上定位套筒5既作為擊實套筒，又用于固定擊樣筒。上定位套筒5有三個，可實現三級嵌套，適用于制作不同尺寸試樣。上定位套筒5上段內徑與擊樣筒14內徑相同，下段內徑與擊樣筒14外徑相配合，且其內壁設有嵌耳槽，該嵌耳槽與擊樣筒14的嵌耳相配合。上定位套筒5與套筒橫連桿6相連。

套筒橫連桿6：套筒橫連桿6用于連接上定位套筒5與主支柱套環7。

主支柱套環7：主支柱套環7起移動和固定上定位套筒5的作用，其套在主支柱2上，內側與套筒橫連桿6相連，外側設有貫通螺孔，可安裝限位螺栓以固定位置。

三角定位板8：三角定位板8既是主支柱2的固定板，也是維持擊錘導桿11方向的構件。三角定位板8安裝在主支柱2頂端，中間設有定位管。三角定位板8每邊中點設有孔，用于安裝副支柱9。

副支柱9：副支柱9為傾斜桿，用于連接三角定位板8和頂部定位環10。

頂部定位環10：頂部定位環10裝在副支柱9頂端，其與三角定位板8上的定位管配合，可保持擊錘導桿11垂直于擊樣筒底面，防止擊實面傾斜。頂部定位環10由圓板與定位管組成，定位管側壁上設有貫通螺孔，以便使用限位螺栓固定擊錘導桿11。