专利名称：土工三轴试验削样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制备三轴试验原状软土试样的土工三轴试验削样装置背景技术目前，进行土的三轴试验时，一般都要根据试验规程的要求，对土样进行必要的加工制备。对于砂土，一般是直接在三轴压力室的底座上采用对开圆模固定橡皮膜，再按预定的干密度将砂样分层装填来完成试样制备工作。对于粘性土，扰动土样一般都采用与仪器配套的击样装置将配制好的土样按预定的干密度分层击实备用，因击样装置的内径与三轴压力室底座直径一致，所以制备好的试样不需要再进行径向切削；而对于原状土样的制备，若土样较硬，可采用与试验仪器配套的切土装置将土样切削成型，若土样较软，则采用切土盘切削成型。由于目前各仪器生产厂家生产的切土盘结构形式除固定框架存在一些差异外，其用于放置和固定土样的部分基本相同，都是在固定框架的上下分别安装一个能够转动的圆盘，在切削土样的过程中要不断转动放置和固定土样上下两个圆盘来完成切削工作，由于与圆盘连接的转动轴与固定框架之间存在一定的摩擦力，且上下转动轴与固定框架之间的摩擦阻力存在差异，在转动上下两个圆盘时，稍不同步，就会对土样施加一定的轴向扭力，从而增加土样的额外扰动，特别是对处于软塑状的淤泥或淤泥质粘土样，这种扰动更明显。申请(专利)号为CN92216064.3的土工试验全自动切样机，是采用电动机通过减速装置与同步转动轴相接，同步转动轴分别与上端带有托盘下端带有丝杠的轴、切土刀和环刀相接，主要用于土的容量、渗透、压缩、直接剪切等试验时切取土样，不适合切削三轴试验用土样。采用目前的切土盘来制备三轴试验所需试样时，在切削较软土样时造成的额外扰动问题一直未得到解决。
发明内容
本实用新型的发明目的是为解决在切削较软土样时造成的额外扰动的问题，提供一种结构更合理的切削土样装置，它能有效消除切削过程中对土样的轴向扭力，减少对原状土样的扰动，以获质量更高的三轴试验所需试样。
本实用新型的目的是这样实现的土工三轴试验削样装置由固定框架、带固定针的切土盘、切土盘连接立轴、切削架导向轴、切削架定位轴、切削架承台、切削架组成；切削架的上下定位轴的轴心线、上下切土盘圆心及切削架三角形上下固定板内切圆圆心重合，切削架上下定位轴的轴心与固定框架立柱(2)之间的距离为11～12cm，且轴心线与切土盘盘面、切削架承台上下台面垂直，削架上下固定板之间的距离与切削架承台上下台面间的距离相等，上部切土盘(16)完全提起紧靠切削架上部圆形承台(11)时，上下切土盘之间距离为22cm～24cm；切削架是由切削架立柱三角形上下固定板组成，切削架三角形上下固定板为等边三角形，其内切圆的直径与欲切削的土样直径一致，厚度为5～10mm；切削架立柱为边长6～8mm的正三棱柱，3个切削架立柱分别固定在切削架三角形上下固定板的3个顶角处，且切削架立柱的上下底面的两个边线分别与对应切削架三角形上下固定板两个边重合，切削架立柱与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开口圆孔与上下固定板内切圆同心，其直径与切削架上下定位轴直径相等；切削架三角形上下固定板上的开口圆孔的开口宽度比切削架上下导向轴的直径大1mm；切削架上下导向轴的直径为20～25mm，切削架上下定位轴直径为40～50mm，上下承台直径为60～70mm；切削架可根据试样的直径大小，加工成不同尺寸规格。在切削土样时，先将经过预削后直径稍大于规定尺寸的土样放置在切土盘的上、下盘之间，用土样固定针将土样固定好，用紧固螺丝固定好上部切土盘连接立轴，然后安装与土样规定尺寸匹配的切削架，再用钢丝锯或削土刀紧靠切削架的两个立柱，自上向下小心切削土样，边切削边转动切削架，直至将土样切削到规定的直径为止。切削完毕后，先小心取下切削架，然后松动用于紧固上部切土盘连接立轴的螺丝，提起上部切土盘，从下部切土盘上取下切削好的土样，再按要求将土样两端削平即完成试样的制备，由于在切削土样的过程中只转动切削架，而切土盘不转动，这样可保证切削过程土样不会受到轴向扭力，制备的试样质量高，土样切削操作方法简便易行。
本实用新型因为采用经改进的固定框架，再增加一个可方便拆卸的切削架，所以结构很简单，对土样切削操作方法也无特殊的要求。
图1是土工三轴试验削样装置整体正视图图2是土工三轴试验削样装置整体左视图图3是土工三轴试验削样装置切削架正视图图4是土工三轴试验削样装置切削架A-A剖面图图5是土工三轴试验削样装置切削架B-B剖面图图6是土工三轴试验削样装置切削架上固定板C-C剖面图图7是土工三轴试验削样装置切削架下固定板D-D剖面图具体实施方式
如图所示固定框架底座(1)、固定框架立柱(2)、固定框架顶梁(3)、切削架下部圆形承台(4)、切削架下部定位轴(5)、切削架下部导向轴(6)、下部切土盘连接立轴固定孔(7)、下部切土盘连接立轴(8)、下部切土盘(9)、下部切土盘土样固定针(10)、切削架上部圆形承台(11)、切削架上部定位轴(12)、切削架上部导向轴(13)、上部切土盘连接立轴导向孔(14)、上部切土盘连接立轴(15)、上部切土盘(16)、上部切土盘土样固定针(17)、固定套环(18)、固定螺丝(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)、切削架上固定板开口圆孔(23)、切削架上固定板开口圆孔开口(24)、切削架上固定板内切圆(25)、切削架下固定板开口圆孔(26)、切削架下固定板开口圆孔开口(27)、切削架下固定板内切圆(28)、土样(29)。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。图1是本实用新型土工三轴试验削样装置整体正视图。切削土样(29)前，将削样装置固定框架放在稳固的试验台上，选择好与试样尺寸一致的下部切土盘(9)和上部切土盘(16)，将下部切土盘(9)通过连接立轴(8)插入下部连接立轴固定孔(7)内，将上部切土盘连接立轴(15)通过上部切土盘连接立轴导向孔(14)后用固定环(18)和固定螺丝(19)固定在固定框架顶梁(3)上，并保证下部切土盘(9)和上部切土盘(16)间的距离大于土样(29)的高度。然后将经过预削后直径稍大于规定尺寸的土样(29)放置在下切土盘(9)上，并使土样底部中心与下切土盘的中心大致重合，使下部切土盘土样固定针(10)刺入土样(29)下部，松开固定环(18)上的固定螺丝(19)，将上部切土盘(16)通过上部切土盘连接立轴(15)沿上部切土盘连接立轴导向孔(14)向下移动到土样(29)的上部中心位置，并使上部固定针(17)全部刺入土样。选择与试样尺寸匹配的切削架，同时将切削架上固定板开口圆孔开口(24)对准上部定位轴(13)，切削架下固定板开口圆孔开口(27)对准下部定位轴(6)，然后用手将切削架沿切削架上固定板开口圆孔开口(24)和切削架下固定板开口圆孔开口(27)向上部定位轴(13)和下部定位轴(6)推进，并使切削架上固定板开口圆孔(23)与切削架下固定板开口圆孔(26)分别套入切削架上部定位轴(12)和切削架下部定位轴(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)分别落在切削架下部圆形承台(4)和切削架上部圆形承台(11)上，用钢丝锯或削土刀紧靠切削架的两个立柱(22)，自上向下小心切削土样，边切削边转动切削架，直至将土样切削到直径与切削架上固定板内切圆(25)和切削架下固定板内切圆(28)的直径一致。切削完毕后，先小心取下切削架，然后松开用于紧固上切土盘连接立轴(15)的螺丝(19)，将上部切土盘(16)提起，从下部切土盘(9)上取下切削好的土样(29)，再按要求将土样两端削平即完成试样的制备工作。
本实用新型的有益效果是本实用新型土工三轴试验削样装置可以保证土样在切削过程轴向不会受到扭力，提高了三轴试验原状土试样的质量，结构很简单，对土样切削操作方法也无特殊的要求，土样切削操作方法简便易行。
权利要求1.一种土工三轴试验削样装置，其特征是，该装置由固定框架、带固定针的切土盘、切土盘连接立轴、切削架导向轴、切削架定位轴、切削架承台、切削架组成；切削架的上下定位轴的轴心线、上下切土盘圆心及切削架三角形上下固定板内切圆圆心重合，切削架上下定位轴的轴心与固定框架立柱(2)之间的距离为11～12cm，且轴心线与切土盘盘面、切削架承台上下台面垂直，切削架上下固定板之间的距离与切削架承台上下台面间的距离相等，上部切土盘(16)完全提起紧靠切削架上部圆形承台(11)时，上下切土盘之间距离为22cm～24cm；切削架是由切削架立柱和切削架三角形上下固定板组成，切削架三角形上下固定板为等边三角形，其内切圆的直径与欲切削的土样直径一致，厚度为5～10mm；切削架立柱为边长6～8mm的正三棱柱，3个切削架立柱分别固定在切削架三角形上下固定板的3个顶角处，且切削架立柱的底面两个边线分别与对应切削架三角形上下固定板两个边重合，切削架立柱与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开口圆孔与上下固定板内切圆同心，其直径与切削架上下定位轴直径相等；切削架三角形上下固定板上的开口圆孔的开口宽度比切削架上下导向轴的直径大1mm；切削架上下导向轴的直径为20～25mm，切削架上下定位轴直径为40～50mm，上下承台直径为60～70mm。
专利摘要一种土工三轴试验削样装置，该实用新型是由固定框架、带固定针的切土盘、切土盘连接立轴、切削架导向轴、切削架定位轴、切削架承台、切削架组成，切削架可以转动且装卸方便。在切削土样时，用钢丝锯或削土刀紧靠切削架的两个立柱，自上向下小心切削土样，边切削边转动切削架，直至将土样切削到规定的直径为止。这样可保证切削过程土样不会受到轴向扭力，土样切削操作方法简便易行。
文档编号G01N1/04GK2935121SQ20062009641
公开日2007年8月15日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者郭爱国, 孔令伟 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所