專利名稱：一種液壓式三軸試樣制樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓式三軸試樣制樣器，屬于土木工程學(xué)科的土體力學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，隨著沿海地區(qū)軟土地基上興建工程的增多，土地資源日趨緊張，軟土力學(xué)性能的測(cè)試已成為目前土木工程中的重要內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)室在測(cè)定軟土的三軸力學(xué)性能時(shí)，通常將其做成直徑3. 91cm高8. Ocm左右的圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣。試樣制作過程中需要對(duì)其進(jìn)行均勻擊實(shí)以達(dá)到設(shè)計(jì)的密實(shí)度。實(shí)驗(yàn)室試樣制作通常采用手工擊實(shí)和手工卸樣，很難精確控制試樣的均勻性和試樣總體密度，卸樣時(shí)也容易對(duì)試樣造成損傷甚至損壞，不易操作，影響試樣的力學(xué)性能檢測(cè)。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種液壓式三軸試樣制樣器，以解決現(xiàn)有技術(shù)試樣均勻性和易損壞之缺陷，本實(shí)用新型能精確的控制試樣總體密度，而且能使試樣密度更加均勻、卸樣更加方便。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于包括底座，門形支架安裝于底座上，液壓系統(tǒng)安裝于門形支架上；液壓系統(tǒng)包括液壓施加器，壓力傳遞桿與液壓施加器聯(lián)動(dòng)連接，推頭與壓力傳遞桿固接，限位器與壓力傳遞桿螺紋連接，在底座的中心對(duì)應(yīng)推頭的位置固設(shè)有圓形凸起；制樣筒為圓柱形中空筒體，制樣筒的上部為壓樣筒體，制樣筒的下部為卸樣筒體，卸樣筒體的內(nèi)徑大于壓樣筒體的內(nèi)徑并與圓形凸起相適配，壓樣筒體和卸樣筒體相固接成一體，且壓樣筒體和卸樣筒體內(nèi)部相連通，在壓樣筒體的底部中心處設(shè)有貫穿孔槽，活動(dòng)插塞設(shè)于孔槽內(nèi)。進(jìn)一步的設(shè)置在于壓樣筒體內(nèi)徑與圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣的直徑相同為3. 91cm，壓樣筒體的高度大于所需制備的圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣高度。壓樣筒體的高度為12. 0 cm。卸樣筒體的內(nèi)徑為4. 1cm，高度為10. 0 cm。壓樣筒體和卸樣筒體的外徑均為4. 5cm，壓樣筒體和卸樣筒體內(nèi)部相連通形成一個(gè)上細(xì)下粗的階梯型圓柱空間。貫穿孔槽設(shè)置在壓樣筒體底部中心處，貫穿孔槽為高0.5cm、寬3. 91cm的長(zhǎng)方形貫穿孔槽，活動(dòng)插塞插入貫穿孔槽內(nèi)，將壓樣筒體底部開口封閉?；顒?dòng)插塞的長(zhǎng)度為5cm。在卸樣筒體的中部設(shè)置一個(gè)排氣孔。所述的液壓系統(tǒng)中，液壓施加器為自動(dòng)液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架上，液壓施加器行程為20cm ;壓力傳遞桿與液壓施加器聯(lián)動(dòng)連接，壓力傳遞桿為剛性直桿，壓力傳遞桿上面刻有螺紋；推頭為直徑3. 91cm的鋼餅，固接于壓力傳遞桿的下端；在壓力傳遞桿上刻有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刻度點(diǎn)，三個(gè)刻度點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)控制推頭的下表面至插入貫穿孔槽內(nèi)活動(dòng)插塞的上表面距離為1/3、2/3、3/3試樣高度，限位器為圓形螺帽，限位器的外徑為4. 2cm、厚度為0. 5cm,限位器與壓力傳遞桿螺紋連接。本實(shí)用新型的工作過程如下(I)、先將制樣筒套裝于底座的圓形凸起上，并插入活動(dòng)插塞，然后稱取設(shè)計(jì)1/3重量的重塑土放入壓樣筒體內(nèi)，調(diào)整限位器至壓力傳遞桿上的第一刻度點(diǎn)，啟動(dòng)液壓施加器，通過壓力傳遞桿和推頭對(duì)重塑土進(jìn)行壓實(shí)，直至限位器與壓樣筒體的上緣接觸，完成1/3 土樣的壓實(shí)，而后卸除液壓施加器的壓力，驅(qū)動(dòng)推頭退出制樣筒；(2)、再次稱取設(shè)計(jì)1/3重量的重塑土放入壓樣筒體內(nèi)，調(diào)整限位器至壓力傳遞桿上的第二刻度點(diǎn)，啟動(dòng)液壓施加器，通過壓力傳遞桿和推頭對(duì)重塑土進(jìn)行壓實(shí)，直至限位器與壓樣筒體的上緣接觸，完成2/3 土樣的壓實(shí)，而后卸除液壓施加器的壓力，驅(qū)動(dòng)推頭退出制樣筒4 ；(3)、重復(fù)步驟2，將剩余1/3重量的重塑土放入制樣筒，調(diào)整限位器至壓力傳遞桿上的第三刻度點(diǎn)，啟動(dòng)液壓施加器，通過壓力傳遞桿和推頭對(duì)重塑土進(jìn)行壓實(shí)，直至限位器與壓樣筒體的上緣接觸，完成整個(gè)土樣的壓實(shí)；(4)、啟動(dòng)液壓施加器，回復(fù)到初始無壓力位置，卸除推頭的壓力，調(diào)整限位器至壓力傳遞桿的最上端，拔出活動(dòng)插塞，重新啟動(dòng)液壓施加器，使壓力傳遞桿進(jìn)入壓樣筒，驅(qū)動(dòng)推頭將圓柱形土樣逐漸由壓樣筒體內(nèi)推入到卸樣筒體內(nèi)，同時(shí)卸樣筒體內(nèi)的空氣通過自身的排氣孔排出，直至限位器的下緣與壓樣筒體的上緣充分接觸，土樣完全進(jìn)入卸樣筒體內(nèi)；(5)、啟動(dòng)液壓施加器回復(fù)到初始無壓力位置，壓力傳遞桿和推頭退出制樣筒，并向上拆除制樣筒，卸樣完畢，圓柱形土樣即可供測(cè)試使用。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型的制樣器不僅能夠在制樣過程中精確控制試樣總體密度，使試樣更加均勻，而且卸樣快捷安全，方法簡(jiǎn)便。


圖1是本實(shí)用新型制樣器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型制樣筒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型第一次裝土制樣時(shí)的示意圖；圖4是本實(shí)用新型制樣至2/3標(biāo)準(zhǔn)樣高時(shí)的示意圖；圖5是本實(shí)用新型卸樣過程的示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1-底座，11-圓形凸起；2-門形支架；3-液壓系統(tǒng)，31-液壓施加器，32-壓力傳遞桿，33-推頭，34-限位器；4_制樣筒，41-壓樣筒體，42-卸樣筒體，43-活動(dòng)插塞；44一孔槽，45—排氣孔；5_ 土樣。
具體實(shí)施方式
如圖1 圖2所示，本實(shí)施例的一種液壓式三軸試樣制樣器，包括底座1，門形支架2安裝于底座I上，液壓系統(tǒng)3安裝于門形支架2上；底座I的中心處固設(shè)有直徑4.1cm厚度0.5cm的圓形凸起11 ;制樣筒4為圓柱形筒體，包括壓樣筒體41、卸樣筒體42、活動(dòng)插塞43。液壓系統(tǒng)3包括液壓施加器31、壓力傳遞桿32、推頭33、限位器34。[0035]本實(shí)用新型的制樣筒4主要由壓樣筒體41、卸樣筒體42兩部分組成，其中，制樣筒4的上部為壓樣筒體41，壓樣筒體41內(nèi)徑與標(biāo)準(zhǔn)試樣的直徑相同為3. 91cm，壓樣筒體41的高度比所需制備的圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣高度8.0 cm略大，優(yōu)選為12.0 cm;制樣筒4的下部為卸樣筒體42，卸樣筒體42的內(nèi)徑比壓樣筒體41的內(nèi)徑略大并與圓形凸起11相適配，卸樣筒體42的內(nèi)徑優(yōu)選為4. 1cm，卸樣筒體42的高度比所需制備的圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣高度8. 0 cm略大，優(yōu)選為10. 0 cm ;壓樣筒體41和卸樣筒體42外徑相同，優(yōu)選為4. 5cm，壓樣筒體41和卸樣筒體42相固接成一體，內(nèi)部相連通形成一個(gè)上細(xì)下粗的階梯型圓柱空間；在壓樣筒體41底部中心處設(shè)有一個(gè)高0. 5cm寬3. 91cm的長(zhǎng)方形貫穿孔槽44，活動(dòng)插塞43設(shè)于孔槽44內(nèi)，并可以方便的從孔槽44內(nèi)插入和拔出，當(dāng)活動(dòng)插塞43完全插入孔槽44內(nèi)時(shí)，活動(dòng)插塞43會(huì)將壓樣筒體41底部開口封閉，從而將壓樣筒體41和卸樣筒體42隔斷，為方便活動(dòng)插塞43的插拔,活動(dòng)插塞43的長(zhǎng)度以大于壓樣筒體41的外徑(4. 5cm)為較佳,優(yōu)選為5cm。作為優(yōu)選的一種實(shí)施例，可以在卸樣筒體42的中部設(shè)置一個(gè)排氣孔45，用于排出卸樣筒體42內(nèi)的空氣。液壓系統(tǒng)3中，液壓施加器31為自動(dòng)液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架2上，其行程優(yōu)選為20cm ;壓力傳遞桿32與液壓施加器31聯(lián)動(dòng)連接，壓力傳遞桿32為剛性直桿，壓力傳遞桿32上面刻有螺紋；推頭33為直徑3. 91cm的鋼餅，固接于壓力傳遞桿32的下端；在壓力傳遞桿32上刻有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刻度點(diǎn)，三個(gè)刻度點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)控制推頭33的下表面至插入貫穿孔槽內(nèi)活動(dòng)插塞43的上表面距離為1/3、2/3、3/3試樣高度，試樣的總高度為8. 0cm ;限位器34為圓形螺帽，外徑大于壓樣筒體41的內(nèi)徑3. 91cm，優(yōu)選為4. 2cm,限位器34的厚度為0. 5cm,限位器34與壓力傳遞桿32螺紋連接。壓力傳遞桿32和推頭33的總長(zhǎng)度略大于限位器34的厚度(0. 5cm)與壓樣筒體41的高度(12. Ocm)之和(12. 5cm),優(yōu)選為13. Ocm,以保證當(dāng)限位器34旋轉(zhuǎn)至壓力傳遞桿32的最上端且下緣與壓樣筒體41的上緣充分接觸時(shí)，能夠把土樣推到卸樣筒體42內(nèi)，且推頭33進(jìn)入卸樣筒42有0. 5cm,此時(shí)土樣在重力作用下落到厚度為0. 5cm的圓形凸起11上；由于卸樣筒體42高度10. cm，所以高度8. Ocm的土樣上表面脫離推頭33有1. Ocm距離，保護(hù)試樣在卸樣筒體42內(nèi)不被壓壞。結(jié)合圖3 圖5所示，本實(shí)用新型的工作過程如下(I)、先將制樣筒4套裝于底座I的圓形凸起11上并插入活動(dòng)插塞43，然后稱取設(shè)計(jì)1/3重量的重塑土放入壓樣筒體41內(nèi)，調(diào)整限位器34至壓力傳遞桿32上的第一刻度點(diǎn)，啟動(dòng)液壓施加器31通過壓力傳遞桿32和推頭33對(duì)重塑土進(jìn)行壓實(shí)，直至限位器34與壓樣筒體41的上緣充分接觸，完成1/3 土樣的壓實(shí)，而后卸除液壓施加器31的壓力，驅(qū)動(dòng)推頭33退出制樣筒4 ;(2)、再次稱取設(shè)計(jì)1/3重量的重塑土放入壓樣筒體41內(nèi)，調(diào)整限位器34至壓力傳遞桿32上的第二刻度點(diǎn)，啟動(dòng)液壓施加器31通過壓力傳遞桿32和推頭33對(duì)重塑土進(jìn)行壓實(shí)，直至限位器34與壓樣筒體41的上緣充分接觸，完成2/3 土樣的壓實(shí)，而后卸除液壓施加器31的壓力，驅(qū)動(dòng)推頭33退出制樣筒4 ；(3)、重復(fù)步驟2，將剩余1/3重量的重塑土放入制樣筒4，調(diào)整限位器34至壓力傳遞桿32上的第三刻度點(diǎn)，啟動(dòng)液壓施加器31通過壓力傳遞桿32和推頭33對(duì)重塑土進(jìn)行壓實(shí)，直至限位器34與壓樣筒體41的上緣充分接觸，完成整個(gè)土樣的壓實(shí)；[0043](4)、啟動(dòng)液壓施加器31回復(fù)到初始無壓力位置，卸除推頭33的壓力，調(diào)整限位器34至壓力傳遞桿32的最上端，拔出活動(dòng)插塞43，重新啟動(dòng)液壓施加器31，使壓力傳遞桿32進(jìn)入壓樣筒41，驅(qū)動(dòng)推頭33將圓柱形土樣5逐漸由壓樣筒體41內(nèi)推入到卸樣筒體42內(nèi)，同時(shí)卸樣筒體42內(nèi)的空氣通過自身的排氣孔45排出，直至限位器34的下緣與壓樣筒體41的上緣充分接觸，表示土樣5已經(jīng)完全進(jìn)入并落在卸樣筒體42內(nèi)；(5)、啟動(dòng)液壓施加器31回復(fù)到初始無壓力位置，壓力傳遞桿32和推頭33退出制樣筒4，并向上拆除制樣筒4，卸樣完畢，圓柱形土樣5即可供測(cè)試使用。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)制樣器不能把土體充分壓實(shí)且密度均勻的缺陷，不僅能夠在制樣過程中精確控制試樣總體密度，使試樣更加均勻，而且卸樣快捷安全，方法簡(jiǎn)便。
權(quán)利要求1.一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于包括底座，門形支架安裝于底座上，液壓系統(tǒng)安裝于門形支架上；液壓系統(tǒng)包括液壓施加器，壓力傳遞桿與液壓施加器聯(lián)動(dòng)連接，推頭與壓力傳遞桿固接，限位器與壓力傳遞桿螺紋連接，在底座的中心對(duì)應(yīng)推頭的位置固設(shè)有圓形凸起；制樣筒為圓柱形中空筒體，制樣筒的上部為壓樣筒體，制樣筒的下部為卸樣筒體，卸樣筒體的內(nèi)徑大于壓樣筒體的內(nèi)徑并與圓形凸起相適配，壓樣筒體和卸樣筒體相固接成一體，且壓樣筒體和卸樣筒體內(nèi)部相連通，在壓樣筒體的底部中心處設(shè)有貫穿孔槽，活動(dòng)插塞設(shè)于孔槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于壓樣筒體內(nèi)徑與圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣的直徑相同為3. 91cm，壓樣筒體的高度大于所需制備的圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試樣高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于壓樣筒體的高度為 12. O cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于卸樣筒體的內(nèi)徑為 4.1cm,高度為 10. 0 cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于壓樣筒體和卸樣筒體的外徑均為4. 5cm，壓樣筒體和卸樣筒體內(nèi)部相連通形成一個(gè)上細(xì)下粗的階梯型圓柱空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于貫穿孔槽設(shè)置在壓樣筒體底部中心處，貫穿孔槽為高0. 5cm、寬3. 91cm的長(zhǎng)方形貫穿孔槽，活動(dòng)插塞插入貫穿孔槽內(nèi)，將壓樣筒體底部開口封閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種液壓式三軸試樣制樣器,其特征在于活動(dòng)插塞的長(zhǎng)度為5cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種液壓式三軸試樣制樣器,其特征在于在卸樣筒體的中部設(shè)置一個(gè)排氣孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于所述的液壓系統(tǒng)中，液壓施加器為自動(dòng)液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架上，液壓施加器行程為20cm;壓力傳遞桿與液壓施加器聯(lián)動(dòng)連接，壓力傳遞桿為剛性直桿，壓力傳遞桿上面刻有螺紋；推頭為直徑3. 91cm的鋼餅，固接于壓力傳遞桿的下端；在壓力傳遞桿上刻有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刻度點(diǎn)，三個(gè)刻度點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)控制推頭的下表面至插入貫穿孔槽內(nèi)活動(dòng)插塞的上表面距離為1/3、2/3、3/3試樣高度，限位器為圓形螺帽，限位器的外徑為4. 2cm、厚度為0. 5cm,限位器與壓力傳遞桿螺紋連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液壓式三軸試樣制樣器，屬于土體力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，包括底座，門形支架安裝于底座上，液壓系統(tǒng)安裝于門形支架上，底座的中心處固設(shè)有圓形凸起。液壓系統(tǒng)包括液壓施加器、壓力傳遞桿、推頭和限位器；制樣筒為圓柱形筒體，包括壓樣筒體、卸樣筒體、活動(dòng)插塞，卸樣筒體的內(nèi)徑與底座的圓形凸起相適配。本實(shí)用新型克服了傳統(tǒng)制樣器不能把土體充分壓實(shí)且密度均勻的缺陷，不僅能夠在制樣過程中精確控制試樣總體密度，使試樣更加均勻，而且卸樣快捷安全，方法簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01N1/28GK202837065SQ20122052643
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者王偉 申請(qǐng)人:紹興文理學(xué)院