[發明專利]一種砂土體沖擊荷載試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 201710052471.0
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106872289B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 肖鵬;肖楊;龍蕾航;劉漢龍;何想
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/303;G01N9/00;G01N15/02
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

1.一種砂土體沖擊荷載試驗裝置，其特征在于，包括控制箱(1)、下落組件和模具筒組件；

所述模具筒組件包括裝樣筒(5)、對開套筒(6)和底座(7)；所述裝樣筒(5)是由若干個鋼化玻璃環(501)疊加組合而成的空心圓柱體；所述對開套筒(6)可軸向對稱地拆分為兩片對開模(601)；所述兩片對開模(601)可嚴密合實；所述裝樣筒(5)塞入對開套筒(6)內；所述對開套筒(6)外部套有若干個緊箍環套(602)；所述緊箍環套(602)將對開套筒(6)夾緊；所述對開套筒(6)下端與底座(7)相連；試驗時，裝樣筒(5)內裝有土樣；

所述控制箱(1)包括殼體Ⅰ(101)、殼體Ⅱ(102)和固定盤(103)；所述殼體Ⅰ(101)和殼體Ⅱ(102)均為中空長方體；所述殼體Ⅱ(102)上開設有貫穿殼體Ⅱ(102)上下表面的定位孔；所述殼體Ⅰ(101)的一側記為平面A；所述殼體Ⅱ(102)和固定盤(103)與平面A固定連接；所述殼體Ⅱ(102)位于殼體Ⅰ(101)上端，固定盤(103)位于殼體Ⅰ(101)下端；試驗時，模具筒組件通過底座(7)連接固定在固定盤(103)上；

所述殼體Ⅰ(101)和殼體Ⅱ(102)中空部分連通，共同組成控制箱(1)的內腔；所述控制箱(1)的內腔中具有控制系統；所述平面A上還布置有縱向傳送帶(104)；所述傳送帶(104)與控制系統相連；所述傳送帶(104)上固定有卡頭(1041)；

所述下落組件包括擊錘導桿(2)和擊錘(3)；

所述擊錘導桿(2)包括桿體(202)和錘座(203)；所述桿體(202)上端穿過殼體Ⅱ(102)的定位孔，并通過定位銷(1021)固定；所述桿體(202)下端與錘座(203)連接；試驗時，錘座(203)伸入裝樣筒(5)內；所述桿體(202)上具有縱向卡槽(2021)；所述卡槽(2021)中卡合固定有定位塊(201)；所述定位塊(201)為楔形卡塊；所述定位塊(201)可沿卡槽(2021)上下移動；

所述擊錘(3)上具有限位孔(301)；所述限位孔(301)貫穿擊錘(3)的上下表面；所述擊錘(3)套裝在桿體(202)上，桿體(202)穿過限位孔(301)；所述擊錘(3)內水平鑲嵌有可伸縮凸塊(8)；所述可伸縮凸塊(8)中部具有供擊錘導桿(2)穿過的孔洞Ⅰ(801)；所述可伸縮凸塊(8)的兩端均伸出擊錘(3)的側壁；所述可伸縮凸塊(8)一端搭設在卡頭(1041)上，另一端開設有供頂推彈片(9)穿過的孔洞Ⅱ(802)；所述頂推彈片(9)一端固定在擊錘(3)的側壁上，另一端伸出孔洞Ⅱ(802)；

工作時，控制系統驅動傳送帶(104)運轉，傳送帶(104)通過卡頭(1041)引導擊錘(3)沿桿體(202)桿體上行；當擊錘(3)上移至上止點時，定位塊(201)推動可伸縮凸塊(8)回移，致使可伸縮凸塊(8)脫離卡頭(1041)；擊錘(3)沿桿體(202)自由下落并沖擊錘座(203)；擊錘(3)下落過程中；頂推彈片(9)推動可伸縮凸塊(8)伸出；擊錘(3)完成沖擊；傳送帶(104)運轉一圈后，卡頭(1041)再次帶動擊錘(3)向上運動，進行循環沖擊試驗。

2.根據權利要求1所述的一種砂土體沖擊荷載試驗裝置，其特征在于：所述裝樣筒(5)和對開套筒(6)均采用透明可視化玻璃材料。

3.根據權利要求1或2所述的一種砂土體沖擊荷載試驗裝置，其特征在于：所述對開套筒(6)頂部設有限位部(6011)；所述對開套筒(6)底部設有連接部(6012)；所述連接部(6012)通過螺栓與底座(7)固定連接。

4.根據權利要求1或2所述的一種砂土體沖擊荷載試驗裝置，其特征在于：所述裝樣筒(5)為內徑4cm，外徑5cm，高度2cm；對開套筒(6)內徑6cm，壁厚5mm，高度11cm。

5.根據權利要求1或2所述的一種砂土體沖擊荷載試驗裝置，其特征在于：所述控制系統包括交流電動機、齒輪和控制面板(1022)。

6.一種采用權利要求1所述砂土體沖擊荷載試驗裝置的試驗方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將組裝好的裝樣筒(5)塞入對開套筒(6)中；使用緊箍環套(602)將對開套筒(6)夾緊后，將開套筒(6)與底座(7)固定連接；

2)按照試驗要求制備土樣；將土樣裝入裝樣筒(5)內；調整模具筒組件的位置，并與固定盤(103)固定；

3)拔起定位銷(1021)，將錘座(203)伸入裝樣筒(5)對土樣進行壓密；

4)按設定試驗工況進行沖擊試驗；

5)錘擊結束后提起擊錘導桿(2)，從固定盤(103)上取出模具筒組件；測定土樣的振后高度，拆除對開套筒(6)；分別收集每一層鋼化玻璃環(501)內的土樣，分別進行顆粒破碎、相對密實度和級配演化分析試驗。