专利名称：低液限粉质土三轴制样器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及岩土力学三轴试验试样制备技术领域，特别涉及一种低液限粉质土三轴制样器。
背景技术：
粉质土是界于砂性土和粘性土之间的过渡类型，在我国广泛分布，该类土稳定性差，既易冲刷侵蚀，在各种动荷载作用下又易于液化，在当前极端天气频发的情况下，相应的地质灾害严重影响国民经济发展与人民的安定生活，因此对低液限粉质土的研究刻不容缓。限于现场原位试验的限制，一般室内试验是进行相关研究的主要手段，而均一的试样是获取稳定、可靠的试验数据，保证研究结果的必要基础。
发明内容本实用新型的目的在于:为解决上述现有技术中的技术问题，提供一种经济、可靠的低液限粉质土三轴制样器，其能够提高粉质土试样的均一性，减少人为因素对试样的影响，并通过已有的三轴试验设备控制试样的密度，减少对设备投入的要求。为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:提供了一种低液限粉质土三轴制样器，包括:试样筒、平整器、振捣器和加载器；所述试样筒进一步包括:底座1、对开模2、对开模固定板3、增容筒14、增容筒固定板15;底座I两端设有螺纹圆槽33，中心设有圆形凸台，圆形凸台与底座侧边的中心垂直线处设置第一导气导水通道，第一导气导水通道出口处设有第一导气导水孔4;对开模2下端与所述圆形凸台相匹配，对开模2上端与增容筒14下端相匹配；固定杆12通过旋入螺纹圆槽33固定在底座I上；对开模固定板3与增容筒固定板15两端均设有通孔，固定板依次穿过固定杆12且分别放置在对开模与增容筒的凸缘上，并用螺母13固定；对开模固定板3将底座I与对开模2固定在一起、增容筒固定板15将对开模2与增容筒14固定在一起；所述平整器进一步包括:一字凸端头16、导杆17，两者通过螺纹连接；所述振捣器进一步包括:联合振捣头18、第一螺纹杆19、第一定位板20、第一紧固片21、辅助定位板22 ;第一螺纹杆19下端与联合振捣头18螺纹连接，上端与辅助定位板22螺纹连接，第一定位板20与第一紧固片21在第一螺纹杆19上自由移动；所述加载器放入增容筒内，进一步包括:加载头23、第二螺纹杆24、第二定位板
25、第二紧固片26、第二导气导水孔27，加载头23与第二螺纹杆24下端螺纹连接，第二螺纹杆24上端设置第二导气导水孔27，第二定位板25与第二紧固片26在第二螺纹杆24上自由移动。其中，所述对开模2由两块圆心角为180°的半圆形金属片组成，其连接处，一端设置凸槽9，另一端设置第一凹槽8，凸槽9与第一凹槽8相对应，凸槽9长于第一凹槽8约
0.5mm,第一凹槽8与直径3mm橡胶密封圆条10相通。其中，所述对开模2外侧中间位置设有吸气孔5，对开模2内侧刻有若干1.5mm宽、1.5mm深的排气槽,纵向排气槽6间隔60° ,环向排气槽7间隔15mm,纵向排气槽6与环向排气槽7在吸气孔5处相交。其中，所述联合振捣头18由20mm高弹性橡胶圆柱块与20mm白钢圆柱块组成。其中，所述加载器的加载头23侧壁设置两道密封圈29，下端内嵌第一透水石30，第二螺纹杆24上端设置弯凹槽31，第二螺纹杆24内设第二导气导水通道28，且第二导气导水通道28出口处设有第二导气导水孔27。低液限粉质土三轴制样器在制样时，先将橡胶膜套在对开模2上，由吸气孔5通真空使橡胶膜与对开模2内壁贴紧；对开模2内放入第二透水石与滤纸，将风干土逐份倒入对开模2中，每次先用平整器刮平，再用振捣器控制初始干密度至预定高度；加载头23下端与土层表面接触，两者之间放置滤纸，第二螺纹杆24上端的弯凹槽31与三轴设备的量力环相接触，然后由底座I的第一导气导水孔4先通二氧化碳，再通无气水饱和试样；根据二次干密度计算并固结试样至预定高度，然后依次取下加载器、增容筒14、底座1，削去多余土完成试样制作；制作完成的试样应放在试验设备上再拆除对开模2，以消除套橡胶膜导致的试样二次扰动，然后直接进行相关饱和试验。本实用新型的有益效果是:本实用新型解决了制作粉质土均一试样的问题，其将对开模定位、密封合为一体，提高试样尺寸精度与密封效果，并可与现有的三轴仪相匹配，减小设备投入；通过初始干密度和二次干密度两级控制，可在一定范围内任意指定试样的密度；采用橡胶-钢联合振捣头有效提高振动加密效果；整个制样过程中试样被对开模保护，有效减少人为因素影响，而预设的橡胶膜消除了套橡胶膜等过程对试样的二次扰动。本实用新型不仅使用方便，而且密度控制精确，试样无二次扰动，适用于各种三轴试验。
图1为本实用新型低液限粉质土三轴制样器的主视图。图2为本实用新型对开模的主视图。图3为本实用新型对开模的俯视图。图4为本实用新型平整器的结构示意图。图5为本实用新型振捣器的结构示意图。附图标识:1-底座，2-对开模,3-对开模固定板,4-第一导气导水孔,5-吸气孔，6-纵向排气槽，7-环向排气槽,8-第一凹槽,9-凸槽,10-橡胶密封圆条，11-螺栓,12-固定杆，13-螺母,14-增容筒,15-增容筒固定板,16-—字凸端头，17-导杆，18-联合振捣头，19-第一螺纹杆，20-第一定位板，21-第一紧固片，22-辅助定位板，23-加载头，24-第二螺纹杆，25-第二定位板，26-第二紧固片，27-第二导气导水孔，28-第二导气导水通道，29-密封圈，30-第一透水石，31-弯凹槽，32-第一导气导水通道，33-螺纹圆槽。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。参照图1-5，本实用新型一种低液限粉质土三轴制样器，包括:试样筒、平整器、振捣器和加载器；所述试样筒进一步包括:底座1、对开模2、对开模固定板3、增容筒14、增容筒固定板15 ;底座I两端设有螺纹圆槽33，中心设有圆形凸台，圆形凸台与底座侧边的中心垂直线处设置第一导气导水通道，第一导气导水通道出口处设有第一导气导水孔4 ;对开模2下端与所述圆形凸台相匹配，对开模2上端与增容筒14下端相匹配，对开模2由螺栓11夹紧；固定杆12通过旋入螺纹圆槽33固定在底座I上；对开模固定板3和增容筒固定板15为梭形，长轴两端有通孔，并与固定杆12相匹配，固定板依次穿过固定杆12且放置在对开模与增容筒的凸缘上，并用螺母13固定；对开模固定板3将底座I与对开模2固定在一起、增容筒固定板15将对开模2与增容筒14固定在一起；所述平整器进一步包括:一字凸端头16、导杆17，两者通过螺纹连接；所述振捣器进一步包括:联合振捣头18、第一螺纹杆19、第一定位板20、第一紧固片21、辅助定位板22 ;第一螺纹杆19下端与联合振捣头18螺纹连接，上端与辅助定位板22螺纹连接，第一定位板20与第一紧固片21在第一螺纹杆19上自由移动；所述加载器进一步包括:加载头23、第二螺纹杆24、第二定位板25、第二紧固片
26、第二导气导水孔27，加载头23与第二螺纹杆24下端螺纹连接，第二螺纹杆24上端设置第二导气导水孔27，第二定位板25与第二紧固片26在第二螺纹杆24上自由移动。其中，所述对开模2由两块圆心角为180°的半圆形金属片组成，其连接处，一端设置凸槽9，另一端设置第一凹槽8，凸槽9与第一凹槽8相对应，凸槽9长于第一凹槽8约
0.5mm,第一凹槽8与直径3mm橡胶密封圆条10相通,这一设置可以精确定位对开模2,确保密封性，保证试样尺寸与形状。其中，所述对开模2外侧中间位置设有吸气孔5，对开模2内侧刻有若干1.5mm宽、
1.5mm深的排气槽,纵向排气槽6间隔60° ,环向排气槽7间隔15mm,当由吸气孔5抽真空后，排气槽可保证橡胶膜与对开模2紧贴在一起，纵向排气槽6与环向排气槽7在吸气孔5处相交。其中，所述联合振捣头18由20mm高弹性橡胶圆柱块与20mm白钢圆柱块组成，并通过三个螺栓连接在一起，其中高弹性橡胶将有效传递振动，保证土样加密效果。其中，所述加载器的加载头23侧壁设置两道密封圈29，下端内嵌第一透水石30，第二螺纹杆24上端设置弯凹槽31，第二螺纹杆24内设第二导气导水通道28，且第二导气导水通道28出口处设有第二导气导水孔27，第二螺纹杆24上端的弯凹槽31与三轴设备的量力环相匹配。本实用新型在制样时，先将橡胶膜套在对开模2上，由吸气孔5通真空使橡胶膜与对开模2内壁贴紧；对开模2内放入第二透水石与滤纸，将风干土逐份倒入对开模2中，每次先用平整器刮平，再用振捣器控制初始干密度至预定高度；加载头23下端与土层表面接触，两者之间放置滤纸，第二螺纹杆24上端的弯凹槽31与三轴设备的量力环相接触，然后由底座I的第一导气导水孔4先通二氧化碳，再通无气水饱和试样；根据二次干密度计算并固结试样至预定高度，然后依次取下加载器、增容筒14、底座1，削去多余土完成试样制作；制作完成的试样应放在试验设备上再拆除对开模2，以消除套橡胶膜导致的试样二次扰动，然后直接进行相关饱和试验。以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。
权利要求1.低液限粉质土三轴制样器，其特征在于，所述低液限粉质土三轴制样器包括:试样筒、平整器、振捣器和加载器； 所述试样筒进一步包括:底座(I)、对开模(2)、对开模固定板(3)、增容筒(14)、增容筒固定板(15);底座(I)两端设有螺纹圆槽(33),中心设有圆形凸台，圆形凸台与底座侧边的中心垂直线处设置第一导水通道(32)，第一导水通道(32)出口处设有第一导气导水孔(4);对开模(2)下端与所述圆形凸台相匹配，对开模(2)上端与增容筒(14)下端相匹配；固定杆(12)通过旋入螺纹圆槽(33)固定在底座(I)上；对开模固定板(3)与增容筒固定板(15)两端均设有通孔，固定板依次穿过固定杆(12)且分别放置在对开模与增容筒的凸缘上，并用螺母(13)固定。
2.根据权利要求1所述的低液限粉质土三轴制样器，其特征在于，所述平整器进一步包括:一字凸端头(16)、导杆(17)，两者通过螺纹连接； 所述振捣器进一步包括:联合振捣头(18)、第一螺纹杆(19)、第一定位板(20)、第一紧固片(21)、辅助定位板(22);第一螺纹杆(19)下端与联合振捣头(18)螺纹连接，上端与辅助定位板(22)螺纹连接，第一定位板(20)与第一紧固片(21)在第一螺纹杆(19)上自由移动； 所述加载器放入增容筒内，进一步包括:加载头(23)、第二螺纹杆(24)、第二定位板(25)、第二紧固片(26)、第二导气导水孔(27)，加载头(23)与第二螺纹杆(24)下端螺纹连接，第二螺纹杆(24)上端设置第二导气导水孔(27)，第二定位板(25)与第二紧固片(26)在第二螺纹杆(24)上自由移动。
3.根据权利要求1所述的低液限粉质土三轴制样器，其特征在于，所述对开模(2)由两块圆心角为180°的半圆形金属片组成，其连接处，一端设置凸槽(9)，另一端设置第一凹槽(8)，凸槽(9)与第一凹槽(8)相对应，凸槽(9)长于第一凹槽(8) 0.5mm，第一凹槽(8)与直径3_橡胶密封圆条(10)相通。
4.根据权利要求1所述的低液限粉质土三轴制样器，其特征在于，所述对开模(2)外侧中间位置设有吸气孔(5)，对开模(2)内侧刻有若干1.5mm宽、1.5_深的排气槽，纵向排气槽(6)间隔60°，环向排气槽(7)间隔15mm，纵向排气槽(6)与环向排气槽(7)在吸气孔(5)处相交。
5.根据权利要求1所述的低液限粉质土三轴制样器，其特征在于，所述联合振捣头(18)由20mm高弹性橡胶圆柱块与20mm白钢圆柱块组成。
6.根据权利要求1所述的低液限粉质土三轴制样器，其特征在于，所述加载器的加载头(23 )侧壁设置两道密封圈(29 )，下端内嵌第一透水石(30 )，第二螺纹杆(24 )上端设置弯凹槽(31)，第二螺纹杆(24)内设第二导气导水通道(28)，且第二导气导水通道(28)出口处设有第二导气导水孔(27)。
专利摘要本实用新型涉及岩土力学三轴试验试样制备技术领域，公开了一种低液限粉质土三轴制样器，包括试样筒、平整器、振捣器和加载器，试样筒包括底座、对开模、对开模固定板、增容筒、增容筒固定板，平整器包括一字凸端头、导杆，振捣器包括联合振捣头、螺纹杆、定位板、紧固片、辅助定位板，加载器包括加载头、螺纹杆、定位板、紧固片、第二导气导水孔；对开模内刻排气槽，两端分设凸槽与凹槽并与密封条相通；加载头侧壁设密封圈，螺纹杆内设导水通道并与导气导水孔相连。本实用新型解决了制作粉质土均一试样的问题，将对开模定位、密封合为一体，提高试样尺寸精度与密封效果，并可与现有的三轴仪相匹配，减小设备投入。
文档编号G01N1/28GK202974742SQ20122071161
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者杨钢, 杨庆 申请人:大连理工大学