[發明專利]一種擊實法三軸試樣制備裝置及方法

在審

• 申請號: 201811179680.2
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109085040A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 賈亮;郭健;李春祥;趙方粒;連尚承;張文耀
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 張晉

本發明涉及一種擊實法三軸試樣制備裝置及方法，所述裝置包括固定于底座上的固定架、動力提供裝置與擊樣裝置，所述動力提供裝置包括通過傳動帶連為一體的帶搖柄的傳動輪、上從動輪和下從動輪，所述傳動帶上固定連接有提桿；所述擊樣裝置包括擊樣筒、導桿和擊錘，所述導桿的下端依次穿過位于擊樣筒上方的定位環和擊錘與錘座連接，其上端穿過位于固定架頂板懸臂處的導桿固定板中心，所述定位環可分別與導桿以及提桿接觸連接。本發明的裝置及方法可以使得擊錘的下落過程接近自由下落，并且每次下落的高度一致，消除了現有技術中導桿傾斜、各層擊實過程不均勻等缺點，提高了試樣的均勻性，同時使制樣過程更加可靠、便捷。

技術領域

本發明涉及土工試驗設備及方法，具體涉及擾動土三軸試樣的制備裝置及方法。

背景技術

三軸試驗是土體力學性能測試的常用手段，其試樣制備包括取土、風干、碾壓、過篩、配土、制樣等步驟，其中制樣是關鍵環節。現有規程中推薦使用的三軸試樣制備方法為分層擊實法，即用帶有擊實板的擊錘將土樣在擊實筒內分5層擊實；擊完最后一層后，將擊實筒內試樣兩端整平即完成試樣制備。由于每層土樣的擊實均由人工操作，在擊實過程中容易出現操作者手部疲勞，擊錘從手中滑落，導致各層土樣擊實功不等，影響試樣的均勻性。同時也難保證擊錘導桿在擊實過程中保持豎直，致使各層土樣表面不水平而需對試樣端面進行整平處理，從而降低了試樣端面表層的均勻性。針對上述問題，授權公告號為CN206974712U的實用新型專利設計了一種手搖式土方壓實取樣裝置，包括裝置支架與設于所述裝置支架內的環刀，所述裝置還包括：齒輪組，架設于所述裝置支架上；搖手，連接所述齒輪組，用于驅動所述齒輪組轉動；錘擊錘，連接所述齒輪組，并通過所述齒輪組帶動進而敲擊所述環刀。雖然采用該裝置，可以使得在轉動搖手時驅動齒輪組以及錘擊錘做往復錘擊運動，但是由于錘擊錘受到吊繩向上的拉力以及裝置支架的摩擦力，并不能保證錘擊錘每次敲擊的力度完全一致。而現有技術中，另一授權公告號為CN204718863U的實用新型專利公開了一種土工試樣打樣器，包括固定基座、兩立柱、橫梁、齒輪、齒條機構、手柄、擊錘及制樣模具；所述的兩立柱固定基座上，且兩立柱的上端固定安裝有一橫梁；橫梁中部安裝有一導向桿及一齒輪安裝座；所述的導向桿上設有導向套，所述的齒條機構的上端與導向套連接，齒條機構的下端與擊錘連接；齒輪安裝在齒輪安裝座上，齒輪與齒條機構嚙合，齒輪與手柄連接；制樣模具安裝在固定機座上，位于擊錘的正下方。該裝置雖然可以通過齒輪、齒條機構帶動下方的擊錘自由落體打樣，且減少了試樣與制樣模具間的摩擦力，部分解決了制作試樣過程中每層擊實受力不均勻的問題，但是其采用的齒輪與齒條之間的摩擦力較大，尤其是在擊錘朝下自由落體打樣時，上述齒輪與齒條之間的摩擦力無疑將會影響擊錘的自由落體過程，甚至中斷自由落體過程，不僅影響試驗數據準確性和可靠性，而且需要對該裝置，尤其是齒輪齒條機構及時保養維護。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種結構簡單，制樣過程更加可靠便捷的擊實法三軸試樣制備裝置及方法。

本發明的擊實法三軸試樣制備裝置，包括固定于底座上的固定架、分別設于固定架和底座上的動力提供裝置與擊樣裝置，所述動力提供裝置包括呈三角形分布固定于固定架上的傳動輪、上從動輪和下從動輪，傳動輪、上從動輪和下從動輪通過傳動帶連為一體，所述傳動帶上固定連接有提桿，所述傳動輪上設有搖柄，固定架頂部為固定架頂板，其底面高于上從動輪的頂部；

所述擊樣裝置包括通過拉桿由螺栓固定于底座上的擊樣筒、導桿和擊錘，所述導桿的下端依次穿過位于擊樣筒上方的定位環和擊錘與錘座連接，其上端穿過位于固定架頂板懸臂處的導桿固定板中心，所述定位環可分別與導桿以及提桿接觸連接。

進一步，本發明的擊實法三軸試樣制備裝置，所述上從動輪和下從動輪大小相同，且中心位于同一垂線上，傳動輪位于上述垂線的左側，與上從動輪和下從動輪呈等腰三角形分布。