一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置及其使用方法，该方法包括以下步骤：1)预制无缝压实黏土试样；2)采用L型板Ⅰ和L型板Ⅱ将无缝压实黏土试样压紧；3)电动气缸带动拉花锯上下来回切割无缝压实黏土试样，并推进试样固定夹具，直至完成裂纹切割；4)关闭电动气缸

【技术实现步骤摘要】
一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程室内试验领域，具体涉及一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]黏土是土石坝土质心墙、垃圾填埋场衬垫层、土堤等土工构筑物建设中常用的填筑材料之一。由于压实黏土强度低，收缩性强等特点，其极易在自然环境下产生裂缝。裂纹的出现弱化了压实黏土的力学性能、增强其渗透性，可能威胁土工构筑物的长期稳定性，因此，有必要开展压实黏土裂缝问题的相关研究。
[0003]压实黏土裂缝问题可采用断裂力学理论进行研究，而室内断裂试验是研究土体裂纹问题的基本途径。在开展压实黏土室内断裂试验时，研究人员通常在模具内将土体击实或压密为一定尺寸的无缝试样，再通过锯条、刀片及钢绞线等工具进行人工切缝。然而，土体强度远远低于岩石等准脆性材料，采用人工切缝的方式对试样内部结构扰动较大，试样质量不易控制。此外，人工切缝难以保证裂缝的平整性和尺寸一致性。上述因素导致试验结果偏差较大，制样效率较低。
[0004]因此，有必要提出一种适用于压实黏土室内断裂试验的直裂缝切割装置来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置及其使用方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置，包括裂缝切割系统、试样推进装置和试样固定夹具。
[0007]所述裂缝切割系统包括机架、拉花锯、切割平台和电动气缸
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控制系统。
[0008]所述切割平台的内部中空且其上表面呈水平状，切割平台上表面开设有贯穿其内外侧的圆孔和条形孔。
[0009]所述机架呈C形，机架的下端位于切割平台内，上端穿过圆孔并伸出切割平台。
[0010]所述拉花锯竖直设置，拉花锯的下端位于切割平台内且与机架的下端连接，拉花锯的上端穿过条形孔并与机架的上端连接。
[0011]所述电动气缸
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控制系统包括电动气缸、开关和电流控制器，开关和电流控制器均安装在切割平台的侧壁上，电动气缸安装在切割平台的上表面，电动气缸的输出端朝下且伸入切割平台内部，电动气缸的输出端与机架连接。
[0012]所述试样固定夹具包括L型板Ⅰ和L型板Ⅱ，L型板Ⅰ包括水平布置的矩形板Ⅰ和竖直布置的矩形板Ⅱ，矩形板Ⅰ和矩形板Ⅱ垂直连接且矩形板Ⅰ的下表面与矩形板Ⅱ的下边缘齐平。所述矩形板Ⅰ与连接有矩形板Ⅱ的边缘相对的边缘开设有矩形缺口Ⅰ，矩形板Ⅰ的下表面连接有竖直的连接杆，连接杆上开设有水平的螺纹通孔。所述矩形板Ⅱ上开设有竖直的若
干条形通孔。
[0013]所述L型板Ⅱ包括水平布置的矩形板Ⅲ和竖直布置的矩形板Ⅳ，矩形板Ⅲ和矩形板Ⅳ垂直连接且矩形板Ⅲ的下表面与矩形板Ⅳ的下边缘齐平。所述矩形板Ⅲ与连接有矩形板Ⅳ的边缘相对的边缘开设有矩形缺口Ⅱ，矩形缺口Ⅱ与矩形缺口Ⅰ相匹配，矩形板Ⅳ上开设有贯穿其两个板面的若干螺孔。
[0014]所述连接杆伸入条形孔，矩形板Ⅰ的下表面与切割平台上表面贴合。
[0015]所述试样推进装置包括螺纹推进杆，螺纹推进杆的一端位于切割平台外侧，另一端伸入切割平台并穿过连接杆的螺纹通孔。
[0016]工作前，将预制的无缝压实黏土试样放置到矩形板Ⅰ上，矩形板Ⅲ的下表面与无缝压实黏土试样抵紧，矩形板Ⅳ与矩形板Ⅱ贴合，若干紧固螺栓穿过矩形板Ⅱ的条形通孔和矩形板Ⅳ的螺孔将L型板Ⅰ和L型板Ⅱ连接，矩形缺口Ⅱ与矩形缺口Ⅰ对齐。旋动所述螺纹推进杆，试样固定夹具沿条形孔滑动并靠近拉花锯。
[0017]工作时，接通所述电动气缸
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控制系统的电源，按动开关启动电动气缸，电动气缸带动拉花锯上下来回切割，旋钮电流控制器调整切割速度。旋动所述螺纹推进杆，拉花锯在矩形缺口Ⅰ和矩形缺口Ⅱ内切割无缝压实黏土试样。
[0018]进一步，所述拉花锯的两端均通过夹具与机架连接。
[0019]进一步，所述螺纹推进杆为与螺纹通孔相匹配的螺纹杆，螺纹推进杆伸出切割平台的一端连接有轮盘。
[0020]进一步，所述轮盘上连接有把手。
[0021]进一步，所述切割平台为长方体结构。
[0022]上述的一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置的使用方法，包括以下步骤：
[0023]1)预制无缝压实黏土试样，并标记裂缝切割位置和长度。
[0024]2)通过旋转所述轮盘调整螺纹推进杆，使试样固定夹具位于初始位置。
[0025]3)将所述无缝压实黏土试样放至L型板Ⅰ上，调整L型板Ⅱ将无缝压实黏土试样压紧，再通过若干紧固螺栓将L型板Ⅰ和L型板Ⅱ固定。
[0026]4)旋转所述螺纹推进杆，试样固定夹具靠近拉花锯。
[0027]5)接通所述电动气缸
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控制系统的电源，按动开关启动电动气缸，电动气缸带动拉花锯上下来回切割，旋钮电流控制器调整切割速度。旋动所述螺纹推进杆，拉花锯在矩形缺口Ⅰ和矩形缺口Ⅱ内切割无缝压实黏土试样。
[0028]6)旋动所述螺纹推进杆，推动试样固定夹具朝拉花锯移动，拉花锯在矩形缺口Ⅰ和矩形缺口Ⅱ内来回切割无缝压实黏土试样，直至完成裂纹切割。
[0029]7)关闭所述电动气缸
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控制系统，旋转螺纹推进杆带动试样固定夹具后退。
[0030]8)拆卸所述L型板Ⅰ和L型板Ⅱ，取下完成切割的试样。
[0031]进一步，步骤8)之后还具有清理切割所产生的试样残渣的步骤。
[0032]本专利技术的有益效果在于：
[0033]1、本专利技术提出的压实黏土裂缝切割装置可显著降低切割对试样内部的扰动，提高含裂缝试样制备的成功率；
[0034]2、本专利技术提出的压实黏土裂缝切割装置采用锯条上下往复切割试样，保证了不同试裂缝切割规格的一致性；
[0035]3、本专利技术中的推进装置通过螺旋方式实现试样缓慢推进，降低研究人员的操作风险。
附图说明
[0036]图1为含直裂缝的压实黏土试样示意图；
[0037]图2为裂缝切割装置整体示意图；
[0038]图3为推进装置示意图；
[0039]图4为L型板Ⅰ示意图；
[0040]图5为L型板Ⅱ示意图。
[0041]图中：机架111、拉花锯112、夹具113、切割平台12、圆孔121、条形孔122、电动气缸131、开关132、电流控制器133、试样推进装置2、把手21、轮盘22、螺纹推进杆23、试样固定夹具3、L型板Ⅰ31、矩形缺口Ⅰ311、条形通孔312、连接杆313、螺纹通孔3131、L型板Ⅱ32、矩形缺口Ⅱ321和螺孔322。
具体实施方式
[0042]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于压实黏土的直裂缝切割装置，其特征在于：包括所述裂缝切割系统、试样推进装置(2)和试样固定夹具(3)。所述裂缝切割系统包括机架(111)、拉花锯(112)、切割平台(12)和电动气缸
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控制系统；所述切割平台(12)的内部中空且其上表面呈水平状，切割平台(12)上表面开设有贯穿其内外侧的圆孔(121)和条形孔(122)；所述机架(111)呈C形，机架(111)的下端位于切割平台(12)内，上端穿过圆孔(121)并伸出切割平台(12)；所述拉花锯(112)竖直设置，拉花锯(112)的下端位于切割平台(12)内且与机架(111)的下端连接，拉花锯(112)的上端穿过条形孔(122)并与机架(111)的上端连接；所述电动气缸
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控制系统包括电动气缸(131)、开关(132)和电流控制器(133)，开关(132)和电流控制器(133)均安装在切割平台(12)的侧壁上，电动气缸(131)安装在切割平台(12)的上表面，电动气缸(131)的输出端朝下且伸入切割平台(12)内部，电动气缸(131)的输出端与机架(111)连接；所述试样固定夹具(3)包括L型板Ⅰ(31)和L型板Ⅱ(32)，L型板Ⅰ(31)包括水平布置的矩形板Ⅰ和竖直布置的矩形板Ⅱ，矩形板Ⅰ和矩形板Ⅱ垂直连接且矩形板Ⅰ的下表面与矩形板Ⅱ的下边缘齐平；所述矩形板Ⅰ与连接有矩形板Ⅱ的边缘相对的边缘开设有矩形缺口Ⅰ(311)，矩形板Ⅰ的下表面连接有竖直的连接杆(313)，连接杆(313)上开设有水平的螺纹通孔(3131)；所述矩形板Ⅱ上开设有竖直的若干条形通孔(312)；所述L型板Ⅱ(32)包括水平布置的矩形板Ⅲ和竖直布置的矩形板Ⅳ，矩形板Ⅲ和矩形板Ⅳ垂直连接且矩形板Ⅲ的下表面与矩形板Ⅳ的下边缘齐平；所述矩形板Ⅲ与连接有矩形板Ⅳ的边缘相对的边缘开设有矩形缺口Ⅱ(321)，矩形缺口Ⅱ(321)与矩形缺口Ⅰ(311)相匹配，矩形板Ⅳ上开设有贯穿其两个板面的若干螺孔(322)；所述连接杆(313)伸入条形孔(122)，矩形板Ⅰ的下表面与切割平台(12)上表面贴合；所述试样推进装置(2)包括螺纹推进杆(23)，螺纹推进杆(23)的一端位于切割平台(12)外侧，另一端伸入切割平台(12)并穿过连接杆(313)的螺纹通孔(3131)；工作前，将预制的无缝压实黏土试样放置到矩形板Ⅰ上，矩形板Ⅲ的下表面与无缝压实黏土试样抵紧，矩形板Ⅳ与矩形板Ⅱ贴合，若干紧固螺栓穿过矩形板Ⅱ的条形通孔(312)和矩形板Ⅳ的螺孔(322)将L型板Ⅰ(31)和L型板Ⅱ(32)连接，矩形缺口Ⅱ(321)与矩形缺口Ⅰ(311)对齐；旋动所述螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄诗渊，吕川，王俊杰，喻文兵，郭万里，詹帅，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：