本發(fā)明屬于土木工程力學(xué)試驗(yàn)儀器領(lǐng)域，尤其是涉及一種三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器。

背景技術(shù)：

三軸試驗(yàn)方法中土樣脫模一般采用人工脫模，其操作方法一般如下：在擊樣器內(nèi)壓實(shí)土體后，取下土樣，用套筒脫下套環(huán)，在土樣上下分別放上不透水石，放至一定高度，將卡刀放置圓模上，用小錘對圓模分別擊打進(jìn)行脫模。此過程中，操作繁瑣，又由于過多的人為參與容易破壞土樣導(dǎo)致需要重新制作土樣，增加了實(shí)驗(yàn)周期，需要新的簡易儀器來代替。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器，該脫模器操作簡單，避免了過多人為因素對土樣造成破壞并且減短了實(shí)驗(yàn)周期，使操作更加簡單化，規(guī)范化。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器，所述脫模器包括壓模部、護(hù)樣部、壓模針和防護(hù)部；

所述壓模部包括底座和壓模桿，所述底座上表面開設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)槽；

所述護(hù)樣部包括由上至下依次設(shè)置的土樣擱置層、圓模脫落層和護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層，所述土樣擱置層、圓模脫落層和護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層均呈圓柱形且直徑依次減小，所述護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)槽內(nèi)，所述土樣擱置層的直徑與土樣的直徑相等，所述護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層的上表面設(shè)置有兩根或兩根以上的護(hù)樣部支柱；

所述防護(hù)部包括設(shè)置在護(hù)樣部支柱的頂部墊片，所述墊片中設(shè)置有用于插接護(hù)樣部支柱的通孔以及用于插接壓模針的針孔，所述針孔的位置在豎直方向上與土樣表面圓模的位置相對應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述底座與壓模桿之間設(shè)置有支撐柱，所述支撐柱底部與底座連接，頂部與壓模桿通過鉸接鈕鉸接。

進(jìn)一步的，所述圓模脫落層的直徑不小于土樣的直徑與圓模厚度之和。

進(jìn)一步的，所述壓模桿的下表面連接有與壓模針頂部相配合的壓針帽。

進(jìn)一步的，所述壓模針包括針頭和針體，所述針頭呈球形，所述壓針帽的下表面開設(shè)有向內(nèi)凹陷的球形凹槽，所述球形凹槽的直徑大于針頭的直徑。

進(jìn)一步的，所述壓針帽與支撐柱之間的距離與針孔在護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與支撐柱之間的最小距離相等。

進(jìn)一步的，所述底座側(cè)壁連接有用于防止脫模過程中脫模器傾倒的腳踩架。

進(jìn)一步的，所述防護(hù)部還包括橡膠塊，所述橡膠塊設(shè)置在護(hù)樣部支柱內(nèi)側(cè)設(shè)置用于限制土樣水平移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述墊片包括圓形的墊片主體和設(shè)置在墊片主體側(cè)壁用于套接護(hù)樣部支柱的套環(huán)。

進(jìn)一步的，所述墊片中套環(huán)與針孔交錯(cuò)分布。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器脫模時(shí)下壓壓模架利用了杠桿原理，操作簡單且省力；護(hù)樣部中墊片和壓模針的組合使用，使得在脫模過程中，圓模只能上下移動(dòng)，避免了傳統(tǒng)脫模過程中損壞土樣的可能；傳統(tǒng)的脫模方法經(jīng)常采用直接敲擊，容易損壞圓模上下表面及模體，本脫模器采用靜壓法從而保護(hù)了圓模模體；

(2)本發(fā)明的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器將三軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)一步規(guī)范化，簡單化，在試驗(yàn)時(shí)操作簡單，避免了易造成人為誤差的操作步驟，擾動(dòng)三軸土樣，整個(gè)過程方便簡單，對土樣傷害小，縮短了實(shí)驗(yàn)周期，效率高。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器中壓模部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器中護(hù)樣部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器中護(hù)樣部的俯視示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器中墊片的俯視示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器中壓模針的俯視示意圖；

附圖標(biāo)記說明：

1、壓模部底座 2、腳踩架 3、支撐柱

4、壓針帽 5、鉸接鈕 6、壓模桿

7、轉(zhuǎn)動(dòng)槽 8、橡膠塊 9、護(hù)樣部支柱

10、土樣擱置層 11、圓模脫落層 12、護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層

13、針孔 14、墊片主體 15、套環(huán)

16壓模針 161壓模針針身 162、壓模針針帽

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

因三軸試驗(yàn)土樣的規(guī)格不同，所需要裝置的規(guī)格也不盡相同，現(xiàn)以直徑為39.1mm，高度為80mm的土樣、3片圓模為例對本發(fā)明所述的脫模器進(jìn)行進(jìn)一步說明。

本發(fā)明所述的三軸壓縮試驗(yàn)土樣脫模器由兩部分構(gòu)成，分為壓模部和護(hù)樣部。

其中：壓模部底座1是一個(gè)圓柱型實(shí)心鋼塊，鋼塊的直徑為120mm，高度為20mm。鋼塊上表面中間開設(shè)有一個(gè)直徑為80mm，高為10mm的轉(zhuǎn)動(dòng)槽7。轉(zhuǎn)動(dòng)槽7的尺寸和護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層12的尺寸大小相同，使得護(hù)樣部放入轉(zhuǎn)動(dòng)槽7中可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

壓模部底座1側(cè)壁連接有腳踩架2，腳踩架2水平方向長度為80mm，連接處位于壓模部底座1的側(cè)壁的中部。腳踩架2的使用避免了脫模器在土樣脫模過程中傾倒。

壓模部的上部設(shè)置有壓模架，壓模架主要由支撐柱3和壓模桿6通過鉸接鈕5鉸接而成。支撐柱3和壓模桿6為兩根直徑10mm的鋼筋。其中支撐柱3垂直焊接在壓模部底座1的上表面，距壓模部底座1外側(cè)的距離為5mm，長度為114mm。壓模桿6與支撐柱3通過鉸接鈕5鉸連接成一體，鉸接鈕5對其他方向進(jìn)行約束使壓模桿6只能沿豎直方向上下轉(zhuǎn)動(dòng)，壓模桿6的長度為150mm。壓模桿6的下表面距鉸接鈕53mm處焊接有壓針帽4。壓針帽4為一塊直徑10mm，長度6mm的圓柱形鋼塊，鋼塊的下表面設(shè)置有向內(nèi)凹陷的球形凹槽，球形凹槽的直徑為6mm，該球形凹槽能夠與壓模針針帽162充分咬合，如圖1、圖2所示。

其中：護(hù)樣部的底座由一整塊鋼塊制成，分為3層同軸設(shè)置的圓柱形：最底層為護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層12，直徑為80mm，高度為10mm；中間層為圓模脫落層11，直徑為48.1mm，經(jīng)過多次試驗(yàn)得出當(dāng)圓模脫落層11高度為5mm時(shí)，壓模桿6下壓壓模針16向圓模施力后，圓模恰好能脫落；上層為土樣擱置層10，直徑為39.1mm，高度為5mm。

護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層12上設(shè)置有3根護(hù)樣部支柱9，護(hù)樣部支柱9均垂直焊接于護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層12的上表面，護(hù)樣部支柱9為直徑為6mm，高度為114mm的鋼筋。護(hù)樣部支柱9均勻分布于在同一個(gè)圓上，每根護(hù)樣部支柱9圓心距護(hù)樣部轉(zhuǎn)動(dòng)層12邊緣的距離為7.95mm。每根護(hù)樣部支柱9上下兩個(gè)部位分別突出一小塊直徑為5mm，長度為3mm的圓柱形鋼塊，并在其外側(cè)包裹著一塊長和寬為5mm，高為10mm的長方體橡膠塊8。下部的橡膠塊8距護(hù)樣部支柱9底端的距離30mm，上部的橡膠塊8距護(hù)樣部支柱9上端的距離為22mm。如圖3、圖4所示。

護(hù)樣部的3根支柱的端部設(shè)置有墊片，墊片包括墊片主體14和套環(huán)15，墊片主體14的邊緣均勻設(shè)置套環(huán)15，套環(huán)15均套接在護(hù)樣部支柱9的頂部，用于約束土樣的上下移動(dòng)。墊片的形狀如圖5所示，墊片的厚度為4mm，套環(huán)15內(nèi)徑為6mm，外徑為9mm。3個(gè)套環(huán)15的圓心與墊片主體14的連接處距離為6.5mm。墊片主體14表面均勻設(shè)置有3個(gè)針孔13，用于放置壓模針16，針孔13的直徑為3mm，三個(gè)針孔13分布于同一個(gè)圓上，且與套環(huán)15交錯(cuò)分布，防止壓模桿6在下壓時(shí)操作人員的手與墊片表面接觸導(dǎo)致卡手，針孔13的圓心與墊片主體14邊緣處的距離為0.75mm。

壓模針16放置在針孔13的位置處，如圖6所示，壓模針針身16長度為9mm，壓模針針帽162為半球狀，直徑為4mm。

本發(fā)明三軸試驗(yàn)土樣脫模器具體操作流程如下，從擊樣器取下被三片圓模包裹的土樣，用套筒脫去套環(huán)15，放置于脫模器的護(hù)樣部上，使土樣與護(hù)樣部的土樣擱置層10對齊，圓模與圓模脫落層11外側(cè)對齊。然后將墊片的套環(huán)15套在護(hù)樣部支柱上，此時(shí)土樣被護(hù)樣部支柱9上的橡膠塊8和墊片所約束，各個(gè)方向都不能移動(dòng)。之后將壓模針16放置于針孔13中，壓針帽4與壓模針16充分咬合。左手按住護(hù)樣部支柱9，左腳踩住腳踩架，右手抓住壓模架的壓模桿6，下壓壓模桿6進(jìn)行脫模。第一片圓模脫去后，抬起壓模桿6，取下壓模針16，左手轉(zhuǎn)動(dòng)護(hù)樣部，將壓模針16放置第二個(gè)針孔，進(jìn)行脫模。最后重復(fù)上述操作脫去第三片圓模。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。