[發(fā)明專利]一種抗扭式原狀根土復(fù)合體三軸試樣制樣器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011520065.0
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112683618B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佘芳濤;鄧志鵬;王立杰;齊磊;周慶怡;劉昌
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

一種抗扭式原狀根土復(fù)合體三軸試樣制樣器，包括固定裝置、傳動裝置、試樣約束裝置和切根裝置；切削時，將刀片平行貼緊支撐桿，從上往下依次切削，待試樣一側(cè)切削適當(dāng)時，用手卡捏凸起手柄，進行角度轉(zhuǎn)動，這時下釘盤的轉(zhuǎn)動會帶動下齒輪一一起轉(zhuǎn)動，下齒輪二、旋轉(zhuǎn)桿、上齒輪二、上齒輪一都會跟著一起轉(zhuǎn)動，套筒是與上齒輪一焊接在一起的，所以當(dāng)用固定螺絲將套筒與升降桿連接固定時，上釘盤就會跟著一起轉(zhuǎn)動，待土樣轉(zhuǎn)動到合適的角度后，重復(fù)切削動作，直至原狀根土復(fù)合體達到標(biāo)準(zhǔn)尺寸；將試樣表面的突出根系一一進行修剪；修剪完后，松開固定螺絲，提升升降桿，試樣從固定裝置上取下來，切掉多余部分；具有制樣簡單、制樣合理、操作方便的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程學(xué)科的室內(nèi)土工測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗扭式原狀根土復(fù)合體三軸試樣制樣器。

背景技術(shù)

目前，隨著技術(shù)經(jīng)濟的快速發(fā)展，大規(guī)模的工程建設(shè)和資源開發(fā)產(chǎn)生了大量的人工邊坡，造成了嚴重的水土流失和土地沙化，形成了大量的裸露邊坡。對此，為了有效護坡，且不會對生態(tài)造成永久性破壞，生態(tài)護坡技術(shù)逐漸成為眾多學(xué)者攻克這一難題的首選最佳技術(shù)。所以為了能更加深入探索植被加固邊坡的機理，在植被護坡期間需要對現(xiàn)場原狀根土復(fù)合體進行力學(xué)性質(zhì)的探索，通常我們采用室內(nèi)三軸壓縮儀來對原狀根土復(fù)合體進行剪切試驗，從而測算出根土復(fù)合體的抗剪強度指標(biāo)內(nèi)摩擦角和粘聚力，這在土工植被護坡試驗領(lǐng)域具有重要意義。但在這一過程中，根土復(fù)合體三軸試驗的試樣制備卻是一個麻煩而又容易使整個實驗結(jié)果產(chǎn)生重大誤差的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

其一，常用的簡單三軸試樣制樣器，用來制備根土復(fù)合體試樣，相對來說難度較大且不容易成樣的，因為對于根土復(fù)合體來說，土體中存在著橫縱交錯且粗細不均的根系，這些根系對土體本來就有潛在的劈裂作用，如果再制備常規(guī)尺寸三軸試樣(直徑39.1mm，高80mm)，因其橫截面較小，在制樣過程中一旦擾動根系，則根土復(fù)合體就極易發(fā)生破壞。

其二，常見的三軸試樣在制樣時，是將待切土樣固定在一個有上釘盤和下釘盤的簡單裝置上，再利用削土刀對土樣進行切削，從而制樣。但這種結(jié)構(gòu)簡單的制樣器卻存在一個較大的問題，即在切削旋轉(zhuǎn)的過程中，往往是通過旋轉(zhuǎn)下釘盤來帶動土樣，土樣帶動上釘盤，從而實現(xiàn)三體同步轉(zhuǎn)動進行切削，如若采用這類制樣器去制取根土復(fù)合體試樣，那么本來土體因根系的存在有潛在的劈裂作用，再加上這一操作過程對原狀根土復(fù)合體土樣極易產(chǎn)生扭矩，則試樣在制備過程中，其結(jié)構(gòu)就會發(fā)生潛在的扭轉(zhuǎn)損傷，這對實驗結(jié)果來說，無疑是影響極大的。

其三，對于根土復(fù)合體，因為其內(nèi)部含有粗細不均的根系，所以在制樣過程中一旦對根系的修剪操作不恰當(dāng)，則很容易引起根土復(fù)合體的損傷，造成實驗結(jié)果誤差。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗扭式原狀根土復(fù)合體三軸試樣制樣器，目的在于解決傳統(tǒng)三軸試樣制樣器在制備根土復(fù)合體試樣中存在的主要問題，即試樣橫截面較小制備不方便、制樣過程中易受到扭轉(zhuǎn)破壞、制樣難度大、制樣過程中根系難以處理的問題；具有制樣簡單、制樣合理、操作方便的特點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種抗扭式原狀根土復(fù)合體三軸試樣制樣器，包括固定裝置、傳動裝置、試樣約束裝置和切根裝置；

所述的固定裝置包括上底板、支撐桿和下底板，上底板和下底板通過四個支撐桿進行連接；

所述的傳動裝置包括上齒輪一、上齒輪二、旋轉(zhuǎn)桿、下齒輪一、下齒輪二和滾動軸承；下齒輪一為空心齒輪，下齒輪一的空心處嵌入滾動軸承，下齒輪一與滾動軸承焊接在一起，滾動軸承固定在下底板上，下齒輪一與下齒輪二相嚙合，下齒輪二與旋轉(zhuǎn)桿焊接在一起，旋轉(zhuǎn)桿底部與滾動軸承二焊接，滾動軸承也固定在下底板上，同時，上齒輪二也與旋轉(zhuǎn)桿焊接在一起，旋轉(zhuǎn)桿與上底板搭接處同樣設(shè)有滾動軸承一，上齒輪二與上齒輪一相嚙合，上齒輪一的空心處嵌入滾動軸承，上齒輪一與滾動軸承焊接在一起，滾動軸承固定在上底板上；