[發明專利]一種轉動砂雨法制備重塑砂土試樣的裝置

在審

• 申請號: 202010162827.8
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111289325A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 董彤;柘美;劉欣偉;楊輝;張輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防工程研究院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明屬于土工試驗領域，涉及一種轉動砂雨法制備重塑砂土試樣的裝置，包括用于固定模具的固定架、沿固定架軸線轉動設置在固定架上的豎桿、以及設置在豎桿上且沿豎桿的延伸方向活動設置的漏斗。本發明可以減少人工操作量，通過升降桿與豎桿之間的配合，通過第一定位孔與第二定位孔的開設位置，確保試樣每層高度一致；通過漏斗自身的旋轉確保試樣層內的均勻拋灑；通過錘球的位置確保砂土拋灑高度的精確控制；通過固定架對模具進行固定，提高模具的穩定性，防止模具傾斜。

技術領域

本發明屬于土工試驗領域，涉及一種轉動砂雨法制備重塑砂土試樣的裝置。

背景技術

目前，室內土工試驗中，重塑砂土試樣通常采用砂雨法制備，即借助長頸漏斗等工具，在重力作用下，將砂土土樣拋灑灌入制樣模具中，進而制得重塑砂土試樣。

砂雨法制樣時，通常借助與試樣尺寸相匹配的成模筒。例如三軸試樣成模筒，其為圓柱體，將試樣分成若干層制備。制樣時先計算好每層所需砂土質量，然后通過漏斗將一層砂土灌入筒內，按需要震動擊實后再灌入下一層的砂土，直至砂土將成模筒灌滿，試樣制備完畢。

采用砂雨法制備真三軸試樣、空心圓柱試樣等重塑砂土試樣時，其基本操作與三軸試樣一致，區別主要在于試樣形狀與尺寸的差異。

目前，設計了各種類型的成樣模具，主要是從試樣尺寸、試樣形狀、模具穩定性等角度，對傳統成模筒進行了改進。其所依賴的基本制樣方法，即砂雨法，仍是一樣的。

現有制樣方法為全人工操作。制樣時，每層試樣的高度需要人工拿直尺進行測量，每層高度的控制精度較低，導致試樣沿豎向均勻性較差。采用漏斗人工拋灑，容易造成局部砂土拋灑過多而其他位置拋灑量少，導致試樣沿水平面的分布不均勻。在兩個維度上試樣的不均勻導致制樣效果和可重復性較差，盡管后續試驗操作相同，但試驗結果會存在一定的差異，降低了試驗數據的可信度。

試驗人員手持漏斗拋灑砂土成樣，手持漏斗高度決定了砂土的拋灑高度，導致拋灑高度的控制嚴重依賴于操作人員的經驗。高度不同，也導致砂土沿縱向的密實程度不可控，試樣的均勻性較差。成模筒為細長的圓柱狀，穩定性較差，在制樣過程中容易發生傾斜。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種轉動砂雨法制備重塑砂土試樣的裝置，實現對試樣每層的高度、試樣層內均勻度、砂土拋灑高度的精確控制。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種轉動砂雨法制備重塑砂土試樣的裝置，包括用于固定模具的固定架、沿固定架軸線轉動設置在固定架上的豎桿、以及設置在豎桿上且沿豎桿的延伸方向活動設置的漏斗。

可選的，所述漏斗包括漏斗本體、與漏斗本體相連通的漏斗噴嘴以及設置在漏斗本體朝向豎桿的一側的升降桿；所述升降桿沿所述豎桿的延伸方向活動設置。

可選的，所述升降桿上開設有若干個第一定位孔，所述豎桿上開設有與第一定位孔的位置相匹配的第二定位孔，還包括穿過其中一個第一定位孔與其中一個第二定位孔設置的定位器；通過不同的第一定位孔與第二定位孔的配合，實現升降桿的升降。

可選的，所述第一定位孔均布在所述升降桿上。

可選的，所述漏斗噴嘴上設有限高錘繩，限高錘繩底部連接有錘球。

可選的，所述限高錘繩的長度可調。

可選的，所述固定架與所述豎桿通過轉動軸承相連。

可選的，所述轉動軸承包括設置在固定架朝向豎桿的一側的第一軸承分體、設置在豎桿朝向固定架的一側上的第二軸承分體以及設置在第一軸承分體與第二軸承分體之間的滾動體。

可選的，所述固定架包括底板以及設置在底板上的若干側桿。