用于三轴试验的静压快速制样装置及制样方法、脱模方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及土木工程的技术领域，公开了一种用于三轴试验的静压快速制样装置，其特征在于：包括载物平台，在所述载物平台的顶面设置有制样治具或者脱模治具，在所述制样治具或者脱模治具的上方设置有挡板，所述载物平台的底面与升降机构相连，所述升降机构用于带动载物平台上下运动，进而带动制样治具或者脱模治具上下运动，实现与挡板的接触或者解除接触，进而实现分层制样或者试样脱模。还公开了一种用于三轴试验的静压快速制样装置的制样方法和脱模方法。本发明专利技术的装置和方法具有操作方便、结构简单、成本低和制样较均匀等诸多优点，可实现工业适用性好、高效率、维护成本低的效果，具有明显的科研应用价值。具有明显的科研应用价值。具有明显的科研应用价值。

【技术实现步骤摘要】
用于三轴试验的静压快速制样装置及制样方法、脱模方法


[0001]本专利技术涉及土木工程的
，具体涉及一种用于三轴试验的静压快速制样装置及制样方法、脱模方法。

技术介绍

[0002]在岩土工程中，土的抗拉、抗压和抗剪强度是土体最重要的力学指标之一，并且研究表明土体的抗拉、抗压和抗剪强度还与工程地基、基坑、边坡和隧道等工程的稳定性具有密切关系。因此，准确测得土体的抗拉、抗压和抗剪强度变得十分且肯定重要；然而，目前土工试验中能够做到同时测得土体的这三项力学指标的仪器却很少，通过查阅相关文献、咨询等途径了解到土工试验中普遍使用应变控制式三轴试验仪来制备三轴试样，但是，目前已有的三轴试样制样器，存在操作繁琐、耗时长、制样不匀等缺点。
[0003]如专利申请号为202022613251.0的技术专利公开了一种气压三轴制样器，该专利与已有的三轴制样相比，主要通过气压泵对三轴试样进行压实，替代了传统三轴制样需要人工击实的方法，最主要的创新点和实用性是不用进行人工击实以及缩短了制样时间。然而，制样器结构上仍然采用的是传统的三瓣筒进行制样，脱膜方式仍然需要采用传统的方式脱膜，创新性不高；并且，该制样器由于采用的是制样器下端固定气压泵单向压实的方法，这样的制样方法会导致三轴试样上下密度不均，三轴试样高度难以控制；
[0004]专利申请号为202022711023.7的技术专利公开了一种旋进液压式双用三轴制样器，该专利与已有三轴制样相比，主要通过上部旋进装置进行三轴制样，替代了传统三轴制样采取人工击实的方法；并且，该制样器还可通过下部的液压千斤顶将制好的三轴试样进行脱膜。总体来说，该专利相较于传统三轴制样方法，节约时间，即可制样亦可进行脱膜。然而，该专利中所描述的制样器仍然存在大多数类似专利中的通病，采用的是制样器单向压实制样的方法，这样的制样方法会导致三轴试样上下密度不均，三轴试样高度难以控制；
[0005]专利申请号为202021267178.X的技术专利公开了一种分瓣式三轴制样器，该专利与已有三轴制样器相比，在结构上于上述中提到的一种气压三轴制样器专利并无太多差别，主要通过旋进装置对传统三瓣式制样器进行压实，替代了人工击实的方法。然而，该制样器同样存在上述专利所述的缺点，即制样器结构上仍然采用的是传统的三瓣筒进行制样，脱膜方式仍然需要采用传统的方式脱膜，创新性不高；并且，该制样器由于采用的是制样器下端固定旋进装置单向压实的方法，这样的制样方法会导致三轴试样上下密度不均，三轴试样高度难以控制。
[0006]综上所述，三轴试验制样十分重要，而现有的三轴制样方法弊端较多，三轴制样器主体结构仍采用传统三瓣式制样器，整体制样流程主要注重了制样时间缩短上，而摒弃了制样的均匀性。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种用于三轴试验的静压快速制样装置及制样方法、脱模方法，具有操作方便、结构简单、成本低和制样较均匀等诸多优点，能够满足三轴制样快、三轴试样密度均匀的需求，为岩土工程中，相关试验仪器制样方法的改进、升级提供有利的参考和经验。
[0008]本专利技术可通过以下技术方案实现：
[0009]一种用于三轴试验的静压快速制样装置，包括载物平台，在所述载物平台的顶面设置有制样治具或者脱模治具，在所述制样治具或者脱模治具的上方设置有挡板，所述载物平台的底面与升降机构相连，所述升降机构用于带动载物平台上下运动，进而带动制样治具或者脱模治具上下运动，实现与挡板的接触或者解除接触，进而实现分层制样或者试样脱模。
[0010]进一步，所述制样治具包括相互配合的底座、制样筒和制样杆，在所述制样杆上设置有长度不同的多个分层杆，所述分层杆用于限定制样杆插入制样筒的深度，实现分层制样。
[0011]进一步，所述制样杆包括杆部和平面部，所述杆部的外径与制样筒的内径配合，在其与平面部连接的端部沿轴向设置有滑槽，所述滑槽与长度最大的分层杆配合，且向杆部的另一个端部延伸，部分所述分层杆裸漏在滑槽外面，且插入制样筒后，能够抵在制样筒的顶面；
[0012]所述底座的底端能够拆卸地设置在载物平台顶面的凹槽内，顶端与制样筒配合；
[0013]所述制样筒内部的通道长度和制样杆的长度均大于待制样品的长度。
[0014]进一步，所述脱模治具包括相互配合的脱模筒和脱模杆，所述脱模筒的内径大于制样筒的内径，所述脱模杆的外径与制样杆的外径相同。
[0015]进一步，所述升降机构包括多个导向杆，每个所述导向杆均穿过载物平台，其一端与挡板连接，另一端与基座连接，在所述基座上设置有力施加机构，所述力施加机构的升降端与载物平台的底面连接，用于带动载物平台沿导向杆上下运动。
[0016]进一步，所述基座、载物平台和挡板平行设置，多个导向杆均匀间隔设置在三者之间，所述力施加机构设置为千斤顶。
[0017]一种基于上文所述的用于三轴试验的静压快速制样装置的制样方法，包括以下步骤：
[0018]步骤一、将底座、制样筒依次设置在载物平台上，再将部分待制样品的土样放入制样筒内部；
[0019]步骤二、将制样杆插入制样筒内部，启动力施加机构，带动载物平台向上运动，使制样治具的顶面抵在挡板上，继续带动载物平台慢慢向上运动，直至将制样杆上分层杆抵在制样筒的顶面，完成样品的第一层制作；
[0020]步骤三、将长度从小到大的分层杆依次安装到制样杆上，重复步骤二，完成样品的剩余层制作，实现分层制样。
[0021]一种基于上文所述的用于三轴试验的静压快速制样装置的制样方法的脱模方法，包括以下步骤：
[0022]步骤Ⅰ、完成分层制作的制样具从载物平台上拿下来，先拿掉制样杆，再拿掉底座，
然后将脱模杆、翻转后的制样筒、脱模筒依次放置在载物平台上；
[0023]步骤Ⅱ、启动力施加机构，带动载物平台向上运动，使脱模筒的顶面抵在挡板上，再继续带动载物平台慢慢向上运动，直至脱模杆完全进入制样筒内部，完成试样脱模。
[0024]本专利技术有益的技术效果在于：
[0025](1)借助长度不同的多个分层杆和制样杆配合，限定了制样杆插入制样同的深度，再结合升降机构完成分层制样，使得制备的三轴试样能够被分区施加力量，尽量受力均匀，保证了三轴试样的整体密度更加均匀，同时，还设计了与之配套的脱模治具，能够在一台设备上完成制样和脱模，操作更加方便，适用性更加广泛；
[0026](2)采用千斤顶作为力施加机构，再结合导向杆连同基座、载物平台和挡板组成的升降平台，整体结构简单，节约了成本，提高了制样效率。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的总体结构示意图；
[0028]图2为本专利技术的制样杆及其与分层杆的配合结构示意图；
[0029]图3为本专利技术的脱模治具和三轴试样的结构示意图；
[0030]图4为本专利技术的底座的结构示意图；
[0031]其中，1
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载物平台，2
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挡板，3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于三轴试验的静压快速制样装置，其特征在于：包括载物平台，在所述载物平台的顶面设置有制样治具或者脱模治具，在所述制样治具或者脱模治具的上方设置有挡板，所述载物平台的底面与升降机构相连，所述升降机构用于带动载物平台上下运动，进而带动制样治具或者脱模治具上下运动，实现与挡板的接触或者解除接触，进而实现分层制样或者试样脱模。2.根据权利要求1所述的用于三轴试验的静压快速制样装置，其特征在于：所述制样治具包括相互配合的底座、制样筒和制样杆，在所述制样杆上设置有长度不同的多个分层杆，所述分层杆用于限定制样杆插入制样筒的深度，实现分层制样。3.根据权利要求2所述的用于三轴试验的静压快速制样装置，其特征在于：所述制样杆包括杆部和平面部，所述杆部的外径与制样筒的内径配合，在其与平面部连接的端部沿轴向设置有滑槽，所述滑槽与长度最大的分层杆配合，且向杆部的另一个端部延伸，部分所述分层杆裸漏在滑槽外面，且插入制样筒后，能够抵在制样筒的顶面；所述底座的底端能够拆卸地设置在载物平台顶面的凹槽内，顶端与制样筒配合；所述制样筒内部的通道长度和制样杆的长度均大于待制样品的长度。4.根据权利要求2所述的用于三轴试验的静压快速制样装置，其特征在于：所述脱模治具包括相互配合的脱模筒和脱模杆，所述脱模筒的内径大于制样筒的内径，所述脱模杆的外径与制样杆的外径相同。5.根据权利要求1所述的用于三轴试验的静压快速制样装置，其特征在于：所述升降机构包括多个导...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪磊，李晋鹏，徐永福，王俊，任恩璇，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：