本發(fā)明專利技術公開了一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器及其制樣方法，屬于土體力學性能測試技術領域，包括底座，門形支架，液壓系統(tǒng)，制樣筒，反力墊。門形支架安裝于底座上，液壓系統(tǒng)安裝于門形支架上。門形支架的下部安裝有水平反力橫梁，反力橫梁上設有卸樣圓孔；液壓系統(tǒng)包括液壓施加器、壓力傳遞桿、推頭、限位器和水平梁；制樣筒為圓柱形中空筒體；反力墊包括反力橫板、上側(cè)凸起和下側(cè)凸起。本發(fā)明專利技術克服了傳統(tǒng)制樣器不能把土體充分壓實且密度均勻的缺陷，不僅能精確的控制試樣總體密度和試樣間的一致性，而且能一次制作1～3個試樣，效率高，卸樣更加方便。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于土木工程學科的土體力學性能測試領域。
技術介紹
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，軟土力學性能的測試已成為目前土木工程中的重要內(nèi)容。實驗室在測定軟土的三軸力學性能時，通常將其做成直徑3. 91cm高8. Ocm左右的圓柱形標準試樣，且一組實驗需要3 5個標準試樣用以模擬3 5個不同的圍壓。試樣制作過程中需要對其進行均勻擊實以達到設計的密實度。實驗室試樣制作通常采用手工擊實和手工卸樣，逐個制作，效率較低，且很難精確控制試樣的均勻性、試樣總體密度、多個試樣間的一致性，卸樣時也容易對試樣造成損傷甚至損壞， 不易操作，影響試樣的力學性能檢測。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供，以解決現(xiàn)有技術試樣均勻性和易損壞之缺陷，本專利技術能精確的控制試樣總體密度和試樣間的一致性，而且能一次制作I 3個試樣，效率高，卸樣更加方便。為了達到上述目的，本專利技術的解決方案是 一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于包括底座，門形支架，液壓系統(tǒng)，制樣筒，反力墊，門形支架安裝于底座上，液壓系統(tǒng)安裝于門形支架上，門形支架的下部水平安裝有反力橫梁，反力橫梁上設有若干個卸樣圓孔，卸樣圓孔為階梯形，卸樣圓孔的上部階梯的直徑與制樣筒的外徑相同，卸樣圓孔的下部階梯的直徑介于制樣筒的外徑和內(nèi)徑之間，液壓系統(tǒng)包括液壓施加器、壓力傳遞桿、推頭、限位器、水平梁；液壓施加器安裝于門形支架上，液壓施加器下方固接有水平梁；水平梁下方固接有若干個壓力傳遞桿，每個壓力傳遞桿均固接有推頭，每個推頭分別與反力橫梁上的卸樣圓孔一一對應，限位器螺紋連接在壓力傳遞桿上，制樣筒為圓柱形中空筒體；反力墊包括反力橫板、上側(cè)凸起、下側(cè)凸起，其中，反力橫板與卸樣圓孔的上階梯圓孔相適配，上側(cè)凸起的直徑與制樣筒的內(nèi)徑相適配；下側(cè)凸起的直徑與卸樣圓孔的下階梯圓孔相適配。進一步設置在于 所述反力橫梁設置有3個卸樣圓孔；在水平梁下方固接有3個壓力傳遞桿，每個壓力傳遞桿均固接有推頭，每個推頭分別與反力橫梁上的卸樣圓孔一一對應。制樣筒內(nèi)徑與標準試樣的直徑相同為3. 91cm，制樣筒高度為12. O cm ;制樣筒的外徑為4. 5cm。反力橫梁為剛性橫梁，水平固接于門形支架上，卸樣圓孔的上部階梯的直徑為4. 5cm，下部階梯的直徑為4. Icm ;反力橫梁21的下緣距離底座I的距離大于所需制備的標準試樣高度8. O cm,反力橫梁21的下緣距離底座I的距離為9. O cm。反力墊為階梯圓柱形，包括反力橫板，反力橫板上方為上側(cè)凸起，反力橫板下方為下側(cè)凸起，反力橫板的直徑為4. 5cm ;上側(cè)凸起的直徑為3. 91cm ;下側(cè)凸起的直徑為4. Icm0所述的液壓系統(tǒng)，液壓施加器為自動液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架上，其行程為20cm ;液壓施加器下方固接有水平梁；水平梁下方固接有左右對稱的3個壓力傳遞桿，每個壓力傳遞桿均固接有推頭，壓力傳遞桿為剛性直桿，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標準刻度點，分別用于控制推頭的下表面至上側(cè)凸起的距離為1/3、2/3、3/3試樣高度，限位器為圓形螺帽，限位器外徑大于制樣筒的內(nèi)徑，限位器螺帽的螺紋與壓力傳遞桿的螺紋相適配，使限位器螺紋連接在壓力傳遞桿上。限位器的厚度為O. 5cm ;限位器外徑為4. 2cm。壓力傳遞桿和推頭的總長度為13.0cm。壓力傳遞桿、推頭、制樣筒、反力橫梁的卸樣圓孔處在同一中心線上。本專利技術另一方面目的是提供一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)、先將反力墊安裝在反力橫梁上，使其與各卸樣圓孔匹配，而后將制樣筒套裝于反力墊的上側(cè)凸起上固定，然后稱取設計1/3重量的重塑土 3份，分別放入各制樣筒內(nèi)，調(diào)整各限位器至各壓力傳遞桿上的第一控制點，啟動液壓施加器，通過水平梁、壓力傳遞桿和推頭對重塑土進行壓實，直至各限位器與制樣筒的上緣充分接觸，完成1/3 土樣的壓實，而后卸除液壓施加器的壓力，驅(qū)動推頭同步退出各制樣筒； (2)、再次稱取設計1/3重量的重塑土份放入各制樣筒內(nèi)，調(diào)整各限位器至各壓力傳遞桿上的第二控制點，啟動液壓施加器，通過水平梁、壓力傳遞桿和推頭對重塑土進行壓實，直至各限位器與制樣筒的上緣充分接觸，完成2/3 土樣的壓實，而后卸除液壓施加器的壓力，驅(qū)動推頭同步退出各制樣筒； (3)、重復步驟2，將剩余1/3重量的重塑土3份放入各制樣筒，調(diào)整各限位器至各壓力傳遞桿上的第三控制點，啟動液壓施加器，通過水平梁、壓力傳遞桿和推頭對重塑土進行壓實，直至各限位器與制樣筒的上緣充分接觸，完成整個土樣的壓實； (4)、啟動液壓施加器回復到初始無壓力位置，卸除推頭的壓力，調(diào)整各限位器至各壓力傳遞桿最上端；移除全部制樣筒，卸除反力橫梁上的反力墊，露出貫通的卸樣圓孔； (5)把全部的制樣筒放置在反力橫梁上，使制樣筒卡入直徑相同的卸樣圓孔的上階梯圓孔并固定，重新啟動液壓施加器，使各壓力傳遞桿進入各制樣筒，驅(qū)動推頭將各圓柱形土樣逐漸由制樣筒內(nèi)推入到反力橫梁下方，直至限位器的下緣與制樣筒體的上緣充分接觸，土樣完全由制樣筒推出并落于底座上； (6)、啟動液壓施加器回復到初始無壓力位置，各壓力傳遞桿和推頭均退出制樣筒，并拆除制樣筒，卸樣完畢，圓柱形土樣即可供測試使用。本專利技術一次可制作I 3個土樣，當制作I個土樣時，優(yōu)選中間的制樣裝置；當制作2個土樣時，優(yōu)選兩側(cè)的制樣裝置。本專利技術的有益效果為本專利技術克服了傳統(tǒng)制樣器不能把土體充分壓實且密度均勻的缺陷，不僅能精確的控制試樣總體密度和試樣間的一致性，而且能一次制作I 3個試樣，效率高，卸樣更加方便。以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步說明。附圖說明圖I是本專利技術制樣器的結(jié)構示意 圖2是本專利技術制樣筒的結(jié)構示意 圖3是本專利技術的反力墊示意 圖4是本專利技術第一次裝土制樣時的示意 圖5是本專利技術制樣至2/3標準樣高時的示意 圖6是本專利技術卸樣過程的示意圖。圖中標號1_底座；2_門形支架，21-反力橫梁，22-卸樣圓孔；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，35-水平梁；4_制樣筒；5_反力墊，51-反力橫板，52-上側(cè)凸起，53-下側(cè)凸起；6_ 土樣。·具體實施例方式 如圖I 圖3所示，本實施例的一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，包括底座1，門形支架2，液壓系統(tǒng)3，制樣筒4，反力墊5。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。門形支架2的下部水平安裝有反力橫梁21，反力橫梁21上設有若干個卸樣圓孔22，本實施例中設置有3個卸樣圓孔22 ;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、水平梁35 ;制樣筒4為圓柱形中空筒體；反力墊5包括反力橫板51、上側(cè)凸起52、下側(cè)凸起53。制樣筒4內(nèi)徑與標準試樣的直徑相同為3. 91cm,高度比所需制備的圓柱形標準試樣高度8. O cm略大，優(yōu)選為12. O cm ;制樣筒4的外徑為4. 5cm。反力橫梁21為剛性，水平固接于門形支架2上，反力橫梁21上開設有3個左右對稱布置、相同大小的卸樣圓孔22 ;卸樣圓孔22為階梯形，其中卸樣圓孔22的上部階梯的直徑與制樣筒本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于：包括底座，門形支架，液壓系統(tǒng)，制樣筒，反力墊，門形支架安裝于底座上，液壓系統(tǒng)安裝于門形支架上，門形支架的下部水平安裝有反力橫梁，反力橫梁上設有若干個卸樣圓孔，卸樣圓孔為階梯形，卸樣圓孔的上部階梯的直徑與制樣筒的外徑相同，卸樣圓孔的下部階梯的直徑介于制樣筒的外徑和內(nèi)徑之間，液壓系統(tǒng)包括液壓施加器、壓力傳遞桿、推頭、限位器、水平梁；液壓施加器安裝于門形支架上，液壓施加器下方固接有水平梁；水平梁下方固接有若干個壓力傳遞桿，每個壓力傳遞桿均固接有推頭，每個推頭分別與反力橫梁上的卸樣圓孔一一對應，限位器螺紋連接在壓力傳遞桿上，制樣筒為圓柱形中空筒體；反力墊包括反力橫板、上側(cè)凸起、下側(cè)凸起，其中，反力橫板與卸樣圓孔的上階梯圓孔相適配，上側(cè)凸起的直徑與制樣筒的內(nèi)徑相適配；下側(cè)凸起的直徑與卸樣圓孔的下階梯圓孔相適配。
【技術特征摘要】
1.一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于包括底座，門形支架，液壓系統(tǒng)，制樣筒，反力墊，門形支架安裝于底座上，液壓系統(tǒng)安裝于門形支架上，門形支架的下部水平安裝有反力橫梁，反力橫梁上設有若干個卸樣圓孔，卸樣圓孔為階梯形，卸樣圓孔的上部階梯的直徑與制樣筒的外徑相同，卸樣圓孔的下部階梯的直徑介于制樣筒的外徑和內(nèi)徑之間，液壓系統(tǒng)包括液壓施加器、壓力傳遞桿、推頭、限位器、水平梁；液壓施加器安裝于門形支架上，液壓施加器下方固接有水平梁；水平梁下方固接有若干個壓力傳遞桿，每個壓力傳遞桿均固接有推頭，每個推頭分別與反力橫梁上的卸樣圓孔一一對應，限位器螺紋連接在壓力傳遞桿上，制樣筒為圓柱形中空筒體；反力墊包括反力橫板、上側(cè)凸起、下側(cè)凸起，其中，反力橫板與卸樣圓孔的上階梯圓孔相適配，上側(cè)凸起的直徑與制樣筒的內(nèi)徑相適配；下側(cè)凸起的直徑與卸樣圓孔的下階梯圓孔相適配。2.根據(jù)權利要求I所述的一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于所述反力橫梁設置有3個卸樣圓孔；在水平梁下方固接有3個壓力傳遞桿，每個壓力傳遞桿均固接有推頭，每個推頭分別與反力橫梁上的卸樣圓孔一一對應。3.根據(jù)權利要求I所述的一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于制樣筒內(nèi)徑與標準試樣的直徑相同為3. 91cm，制樣筒高度為12. O cm ;制樣筒的外徑為4. 5cm。4.根據(jù)權利要求I或2所述的一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于反力橫梁為剛性橫梁，水平固接于門形支架上，卸樣圓孔的上部階梯的直徑為4. 5cm，下部階梯的直徑為4. Icm ;反力橫梁21的下緣距離底座I的距離大于所需制備的標準試樣高度8. Ocm,反力橫梁21的下緣距離底座I的距離為9. O cm。5.根據(jù)權利要求I或2所述的一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于反力墊為階梯圓柱形，包括反力橫板，反力橫板上方為上側(cè)凸起，反力橫板下方為下側(cè)凸起，反力橫板的直徑為4. 5cm ;上側(cè)凸起的直徑為3. 91cm ;下側(cè)凸起的直徑為4. Icm06.根據(jù)權利要求I或2所述的一種并聯(lián)液壓式三軸試樣制樣器，其特征在于所述的液壓系統(tǒng)，液壓施加器為自動液壓式千斤頂，倒置安裝于門形支架上，其行程為20cm ;液壓施加器下方固接有水平梁；水平梁下方固接有左右對稱的3個壓力傳遞桿，每個壓力傳遞桿均固接有推頭，壓力傳遞桿為剛性直桿，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標準刻度...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王偉，
申請(專利權)人：紹興文理學院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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