專利名稱：土工三軸試驗(yàn)削樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制備三軸試驗(yàn)原狀軟土試樣的土工三軸試驗(yàn)削樣裝置背景技術(shù)目前，進(jìn)行土的三軸試驗(yàn)時(shí)，一般都要根據(jù)試驗(yàn)規(guī)程的要求，對(duì)土樣進(jìn)行必要的加工制備。對(duì)于砂土，一般是直接在三軸壓力室的底座上采用對(duì)開圓模固定橡皮膜，再按預(yù)定的干密度將砂樣分層裝填來完成試樣制備工作。對(duì)于粘性土，擾動(dòng)土樣一般都采用與儀器配套的擊樣裝置將配制好的土樣按預(yù)定的干密度分層擊實(shí)備用，因擊樣裝置的內(nèi)徑與三軸壓力室底座直徑一致，所以制備好的試樣不需要再進(jìn)行徑向切削；而對(duì)于原狀土樣的制備，若土樣較硬，可采用與試驗(yàn)儀器配套的切土裝置將土樣切削成型，若土樣較軟，則采用切土盤切削成型。由于目前各儀器生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的切土盤結(jié)構(gòu)形式除固定框架存在一些差異外，其用于放置和固定土樣的部分基本相同，都是在固定框架的上下分別安裝一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，在切削土樣的過程中要不斷轉(zhuǎn)動(dòng)放置和固定土樣上下兩個(gè)圓盤來完成切削工作，由于與圓盤連接的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與固定框架之間存在一定的摩擦力，且上下轉(zhuǎn)動(dòng)軸與固定框架之間的摩擦阻力存在差異，在轉(zhuǎn)動(dòng)上下兩個(gè)圓盤時(shí)，稍不同步，就會(huì)對(duì)土樣施加一定的軸向扭力，從而增加土樣的額外擾動(dòng)，特別是對(duì)處于軟塑狀的淤泥或淤泥質(zhì)粘土樣，這種擾動(dòng)更明顯。申請(qǐng)(專利)號(hào)為CN92216064.3的土工試驗(yàn)全自動(dòng)切樣機(jī)，是采用電動(dòng)機(jī)通過減速裝置與同步轉(zhuǎn)動(dòng)軸相接，同步轉(zhuǎn)動(dòng)軸分別與上端帶有托盤下端帶有絲杠的軸、切土刀和環(huán)刀相接，主要用于土的容量、滲透、壓縮、直接剪切等試驗(yàn)時(shí)切取土樣，不適合切削三軸試驗(yàn)用土樣。采用目前的切土盤來制備三軸試驗(yàn)所需試樣時(shí)，在切削較軟土樣時(shí)造成的額外擾動(dòng)問題一直未得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是為解決在切削較軟土樣時(shí)造成的額外擾動(dòng)的問題，提供一種結(jié)構(gòu)更合理的切削土樣裝置，它能有效消除切削過程中對(duì)土樣的軸向扭力，減少對(duì)原狀土樣的擾動(dòng)，以獲質(zhì)量更高的三軸試驗(yàn)所需試樣。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的土工三軸試驗(yàn)削樣裝置由固定框架、帶固定針的切土盤、切土盤連接立軸、切削架導(dǎo)向軸、切削架定位軸、切削架承臺(tái)、切削架組成；切削架的上下定位軸的軸心線、上下切土盤圓心及切削架三角形上下固定板內(nèi)切圓圓心重合，切削架上下定位軸的軸心與固定框架立柱(2)之間的距離為11～12cm，且軸心線與切土盤盤面、切削架承臺(tái)上下臺(tái)面垂直，削架上下固定板之間的距離與切削架承臺(tái)上下臺(tái)面間的距離相等，上部切土盤(16)完全提起緊靠切削架上部圓形承臺(tái)(11)時(shí)，上下切土盤之間距離為22cm～24cm；切削架是由切削架立柱三角形上下固定板組成，切削架三角形上下固定板為等邊三角形，其內(nèi)切圓的直徑與欲切削的土樣直徑一致，厚度為5～10mm；切削架立柱為邊長(zhǎng)6～8mm的正三棱柱，3個(gè)切削架立柱分別固定在切削架三角形上下固定板的3個(gè)頂角處，且切削架立柱的上下底面的兩個(gè)邊線分別與對(duì)應(yīng)切削架三角形上下固定板兩個(gè)邊重合，切削架立柱與切削架三角形上下固定板板面垂直；切削架三角形上下固定板上的開口圓孔與上下固定板內(nèi)切圓同心，其直徑與切削架上下定位軸直徑相等；切削架三角形上下固定板上的開口圓孔的開口寬度比切削架上下導(dǎo)向軸的直徑大1mm；切削架上下導(dǎo)向軸的直徑為20～25mm，切削架上下定位軸直徑為40～50mm，上下承臺(tái)直徑為60～70mm；切削架可根據(jù)試樣的直徑大小，加工成不同尺寸規(guī)格。在切削土樣時(shí)，先將經(jīng)過預(yù)削后直徑稍大于規(guī)定尺寸的土樣放置在切土盤的上、下盤之間，用土樣固定針將土樣固定好，用緊固螺絲固定好上部切土盤連接立軸，然后安裝與土樣規(guī)定尺寸匹配的切削架，再用鋼絲鋸或削土刀緊靠切削架的兩個(gè)立柱，自上向下小心切削土樣，邊切削邊轉(zhuǎn)動(dòng)切削架，直至將土樣切削到規(guī)定的直徑為止。切削完畢后，先小心取下切削架，然后松動(dòng)用于緊固上部切土盤連接立軸的螺絲，提起上部切土盤，從下部切土盤上取下切削好的土樣，再按要求將土樣兩端削平即完成試樣的制備，由于在切削土樣的過程中只轉(zhuǎn)動(dòng)切削架，而切土盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可保證切削過程土樣不會(huì)受到軸向扭力，制備的試樣質(zhì)量高，土樣切削操作方法簡(jiǎn)便易行。
本實(shí)用新型因?yàn)椴捎媒?jīng)改進(jìn)的固定框架，再增加一個(gè)可方便拆卸的切削架，所以結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，對(duì)土樣切削操作方法也無特殊的要求。


圖1是土工三軸試驗(yàn)削樣裝置整體正視圖圖2是土工三軸試驗(yàn)削樣裝置整體左視圖圖3是土工三軸試驗(yàn)削樣裝置切削架正視圖圖4是土工三軸試驗(yàn)削樣裝置切削架A-A剖面圖圖5是土工三軸試驗(yàn)削樣裝置切削架B-B剖面圖圖6是土工三軸試驗(yàn)削樣裝置切削架上固定板C-C剖面圖圖7是土工三軸試驗(yàn)削樣裝置切削架下固定板D-D剖面圖具體實(shí)施方式
如圖所示固定框架底座(1)、固定框架立柱(2)、固定框架頂梁(3)、切削架下部圓形承臺(tái)(4)、切削架下部定位軸(5)、切削架下部導(dǎo)向軸(6)、下部切土盤連接立軸固定孔(7)、下部切土盤連接立軸(8)、下部切土盤(9)、下部切土盤土樣固定針(10)、切削架上部圓形承臺(tái)(11)、切削架上部定位軸(12)、切削架上部導(dǎo)向軸(13)、上部切土盤連接立軸導(dǎo)向孔(14)、上部切土盤連接立軸(15)、上部切土盤(16)、上部切土盤土樣固定針(17)、固定套環(huán)(18)、固定螺絲(19)，切削架三角形下部固定板(20)、切削架三角形上部固定板(21)、切削架立柱(22)、切削架上固定板開口圓孔(23)、切削架上固定板開口圓孔開口(24)、切削架上固定板內(nèi)切圓(25)、切削架下固定板開口圓孔(26)、切削架下固定板開口圓孔開口(27)、切削架下固定板內(nèi)切圓(28)、土樣(29)。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本實(shí)用新型土工三軸試驗(yàn)削樣裝置整體正視圖。切削土樣(29)前，將削樣裝置固定框架放在穩(wěn)固的試驗(yàn)臺(tái)上，選擇好與試樣尺寸一致的下部切土盤(9)和上部切土盤(16)，將下部切土盤(9)通過連接立軸(8)插入下部連接立軸固定孔(7)內(nèi)，將上部切土盤連接立軸(15)通過上部切土盤連接立軸導(dǎo)向孔(14)后用固定環(huán)(18)和固定螺絲(19)固定在固定框架頂梁(3)上，并保證下部切土盤(9)和上部切土盤(16)間的距離大于土樣(29)的高度。然后將經(jīng)過預(yù)削后直徑稍大于規(guī)定尺寸的土樣(29)放置在下切土盤(9)上，并使土樣底部中心與下切土盤的中心大致重合，使下部切土盤土樣固定針(10)刺入土樣(29)下部，松開固定環(huán)(18)上的固定螺絲(19)，將上部切土盤(16)通過上部切土盤連接立軸(15)沿上部切土盤連接立軸導(dǎo)向孔(14)向下移動(dòng)到土樣(29)的上部中心位置，并使上部固定針(17)全部刺入土樣。選擇與試樣尺寸匹配的切削架，同時(shí)將切削架上固定板開口圓孔開口(24)對(duì)準(zhǔn)上部定位軸(13)，切削架下固定板開口圓孔開口(27)對(duì)準(zhǔn)下部定位軸(6)，然后用手將切削架沿切削架上固定板開口圓孔開口(24)和切削架下固定板開口圓孔開口(27)向上部定位軸(13)和下部定位軸(6)推進(jìn)，并使切削架上固定板開口圓孔(23)與切削架下固定板開口圓孔(26)分別套入切削架上部定位軸(12)和切削架下部定位軸(5)上，使切削架三角形下部固定板(20)和切削架三角形上部固定板(21)分別落在切削架下部圓形承臺(tái)(4)和切削架上部圓形承臺(tái)(11)上，用鋼絲鋸或削土刀緊靠切削架的兩個(gè)立柱(22)，自上向下小心切削土樣，邊切削邊轉(zhuǎn)動(dòng)切削架，直至將土樣切削到直徑與切削架上固定板內(nèi)切圓(25)和切削架下固定板內(nèi)切圓(28)的直徑一致。切削完畢后，先小心取下切削架，然后松開用于緊固上切土盤連接立軸(15)的螺絲(19)，將上部切土盤(16)提起，從下部切土盤(9)上取下切削好的土樣(29)，再按要求將土樣兩端削平即完成試樣的制備工作。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型土工三軸試驗(yàn)削樣裝置可以保證土樣在切削過程軸向不會(huì)受到扭力，提高了三軸試驗(yàn)原狀土試樣的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，對(duì)土樣切削操作方法也無特殊的要求，土樣切削操作方法簡(jiǎn)便易行。
權(quán)利要求1.一種土工三軸試驗(yàn)削樣裝置，其特征是，該裝置由固定框架、帶固定針的切土盤、切土盤連接立軸、切削架導(dǎo)向軸、切削架定位軸、切削架承臺(tái)、切削架組成；切削架的上下定位軸的軸心線、上下切土盤圓心及切削架三角形上下固定板內(nèi)切圓圓心重合，切削架上下定位軸的軸心與固定框架立柱(2)之間的距離為11～12cm，且軸心線與切土盤盤面、切削架承臺(tái)上下臺(tái)面垂直，切削架上下固定板之間的距離與切削架承臺(tái)上下臺(tái)面間的距離相等，上部切土盤(16)完全提起緊靠切削架上部圓形承臺(tái)(11)時(shí)，上下切土盤之間距離為22cm～24cm；切削架是由切削架立柱和切削架三角形上下固定板組成，切削架三角形上下固定板為等邊三角形，其內(nèi)切圓的直徑與欲切削的土樣直徑一致，厚度為5～10mm；切削架立柱為邊長(zhǎng)6～8mm的正三棱柱，3個(gè)切削架立柱分別固定在切削架三角形上下固定板的3個(gè)頂角處，且切削架立柱的底面兩個(gè)邊線分別與對(duì)應(yīng)切削架三角形上下固定板兩個(gè)邊重合，切削架立柱與切削架三角形上下固定板板面垂直；切削架三角形上下固定板上的開口圓孔與上下固定板內(nèi)切圓同心，其直徑與切削架上下定位軸直徑相等；切削架三角形上下固定板上的開口圓孔的開口寬度比切削架上下導(dǎo)向軸的直徑大1mm；切削架上下導(dǎo)向軸的直徑為20～25mm，切削架上下定位軸直徑為40～50mm，上下承臺(tái)直徑為60～70mm。
專利摘要一種土工三軸試驗(yàn)削樣裝置，該實(shí)用新型是由固定框架、帶固定針的切土盤、切土盤連接立軸、切削架導(dǎo)向軸、切削架定位軸、切削架承臺(tái)、切削架組成，切削架可以轉(zhuǎn)動(dòng)且裝卸方便。在切削土樣時(shí)，用鋼絲鋸或削土刀緊靠切削架的兩個(gè)立柱，自上向下小心切削土樣，邊切削邊轉(zhuǎn)動(dòng)切削架，直至將土樣切削到規(guī)定的直徑為止。這樣可保證切削過程土樣不會(huì)受到軸向扭力，土樣切削操作方法簡(jiǎn)便易行。
文檔編號(hào)G01N1/04GK2935121SQ20062009641
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者郭愛國, 孔令偉 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所