[發明專利]一種巖土模型試驗件用制備裝置及方法

有效

• 申請號: 202110261504.9
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113029719B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 薛翊國;楊帆;蘇茂鑫;公惠民;姜旭東
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

1.一種巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，包括模具筒、能夠從模具筒第一端開口插入的錘擊件、以及可拆卸安裝于第二端開口處的底座；

還包括頂出機構，頂出機構包括可拆卸固定在第一端開口處的頂蓋，頂蓋中穿設有頂桿，頂桿能在直線驅動機構帶動下，伸入模具筒中并沿模具筒的中心軸線做往復直線運動；

所述模具筒具有圓筒形內腔，模具筒的內壁處貼附有環形柔性板，環形柔性板能夠發生彈性變形，以改變內腔的尺寸，模具筒的側壁處設有上窄下寬的半圓環形導向槽，導向槽中安裝有半圓環形壓板，半圓環形壓板能夠壓緊在環形柔性板一側；半圓環形導向槽中安裝有楔形塊，楔形塊能夠在豎向運動的過程中，壓緊或放松半圓環形壓板，楔形塊能夠通過驅動組件驅動以實現上下運動。

2.根據權利要求1所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，所述模具筒豎向設置，模具筒的上端開口處可拆卸安裝有所述頂蓋或錘擊件，下端開口處可拆卸安裝有所述底座。

3.根據權利要求1或2所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，所述頂桿的一側具有一列沿頂桿延伸方向的齒牙，頂蓋與支撐架固定，支撐架與齒輪轉動連接，齒輪與齒牙嚙合以驅動頂桿的運動，齒輪的端面處固定有轉桿，轉桿用于驅動齒輪的運動。

4.根據權利要求3所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，所述支撐架處轉動連接有滑輪，滑輪安裝在頂桿背離齒輪的一側，滑輪用于實現頂桿運動時的導向；

在頂桿朝向遠離模具筒方向運動至極限位置時，轉桿背離齒輪的一端傾斜朝向滑輪的一側伸出，以使得轉桿下壓的動力能夠提供給模具筒向下的壓力。

5.根據權利要求1所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，所述模具筒的上端開口處設有外螺紋，頂蓋中具有與外螺紋嚙合的內螺紋，以實現頂蓋與模具筒的可拆卸固定。

6.根據權利要求1所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，所述錘擊件包括相互固定的臺座與錘頭，錘頭的橫截面形狀及尺寸與模具筒內腔的橫截面形狀及尺寸相適配，臺座的形狀及尺寸被設置為：臺座無法伸入模具筒的內腔；

所述臺座中設有螺孔，錘頭的一端為螺紋段，螺紋段與螺孔通過螺紋連接，螺紋段旋入螺孔的深度可調，以調節錘頭伸入模具筒內腔的深度。

7.根據權利要求1所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，所述驅動組件包括推桿，推桿的一端與楔形塊通過萬向頭連接，推桿的另一端能夠從模具筒側壁的通槽伸出，通槽連通半圓環形導向槽與外部環境，推桿的另一端具有滑槽，轉桿的一端具有螺紋孔，螺紋孔中具有鎖緊螺栓組件，鎖緊螺栓組件能夠穿過螺紋孔及滑槽后，實現鎖緊螺栓組件與滑槽的滑動連接。

8.根據權利要求1所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，所述半圓環形壓板、環形柔性板及半圓環形導向槽在豎向的高度相同。

9.一種巖土模型試驗件制備方法，利用了權利要求1-8中任意一項所述的巖土模型試驗件用制備裝置，其特征在于，包括以下步驟：

利用底座封堵模具筒的第二端開口，在模具筒中填充試樣材料；

試樣材料填充完畢后，利用錘擊部件夯實模具筒中的試樣材料，等試樣材料成型穩固后形成試驗件，拆除底座及錘擊件；

在模具筒的第一端開口處安裝頂蓋、頂桿及直線驅動機構，利用直線驅動機構的驅動使得頂桿伸入模具筒的內腔并將試驗件脫模推出。