[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

本公開涉及一種巖土模型試驗件用制備裝置及方法，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。本公開能夠減少巖土模型試驗件的制備難度，提高試驗件的制備質量。

技術領域

本公開屬于巖土工程技術領域，具體涉及一種巖土模型試驗件用制備裝置及方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本公開相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

模型試驗現已成為巖土工程領域重要的科研手段之一，在模型試驗中，能否配備良好的相似材料，進而制作試件關系到模型試驗的成敗。為了找到合適的材料配合比，需要制備不同材料配合比的試件進行抗壓強度測試等各種物理力學性質測試。

試件通常是用石英砂、碳酸鈣、鐵粉、石膏粉、硫酸鋇等材料作為骨料，用水泥、水玻璃、水等材料作為膠結劑，使用硅油等材料作為調節劑，按照一定的比例混合并攪拌均勻，再填入試件模具中夯實后脫模，并在常溫的條件下進行養護后進行各項力學性質測試。

發明人了解到，現有的柱狀試件模具常采用兩個半圓筒狀側壁由圓筒箍箍住后固定在底板上的形式，這種形式的模具制作試件的過程繁瑣，特別是在脫模的過程中圓筒箍難以取下，且為使圓筒箍松動而采取的敲擊方式易使試件內部出現裂紋而使試件裂為兩半。

同時，在夯實的過程中，液體性質的配比材料容易沿半圓筒之間的縫隙滲出，從而造成相似材料配比改變。在分開兩個模具側壁的過程中，試件相似材料在夯實后很容易粘附在模具側壁，在脫模時極易出現試件邊緣缺損開裂的情況。

發明內容

本公開的目的是提供一種巖土模型試驗件用制備裝置及方法，能夠至少解決上述技術問題之一。

為實現上述目的，本公開的一個或多個實施例提供一種巖土模型試驗件用制備裝置，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。

作為進一步的改進，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。

作為進一步的改進，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。

作為進一步的改進，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。

作為進一步的改進，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。

作為進一步的改進，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。

作為進一步的改進，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。