本实用新型涉及岩土工程试验设备技术领域，特别涉及一种用于环剪实验的环式制样装置。
背景技术：
残余强度作为描述岩土工程材料重要的参数之一，表征以缓慢剪切速率达到较大剪切位移时的最小剪切强度，且一旦滑动面形成，材料的强度由其残余强度决定，因此对残余强度的研究是岩土工程材料特性研究中重要的一部分。环剪仪因其具有剪切面恒定不变且位移保持连续的特点，在测定土体的抗剪强度和残余剪切参数方面获得了广泛认可和应用。
目前环剪仪设备技术已较为成熟，但缺少与之配套的试样制备及击实模具，需要实验人员根据实验需求自行解决。而现有模具存在以下几个方面的问题；试样模具多为拼装形式，模具接缝处不紧密，导致土体在制样过程中容易从缝隙中挤出，造成土体密实度出现偏差；样料装入环形槽内并不平整，导致按厚度控制压实度时会出现局部压实度不满足要求，进而影响整个试样测试强度的精度；采用压实厚度控制时，环内的样料高度无法精确测量，使得试样在击实后的高度与试验预定值不符，进而影响整个试样的压实度。
技术实现要素：
本实用新型提供一种用于环剪实验的环式制样装置，解决了现有技术中传统方法在试样磨具粗糙，导致试样整平、土体密度和压实度控制方面可靠性严重不足的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于环剪实验的环式制样装置，包括：底座、内筒、外筒、支撑柱以及击实筒；
所述底座上开设两个同心圆槽，所述内筒和所述外筒分别嵌于所述两个同心圆槽内；所述内筒、所述外筒以及所述底座顶壁构成试样槽；
所述支撑柱一端垂直固定在所述底座上；
所述击实筒悬置于所述试样槽正上方，通过所述支撑柱支撑；
其中，所述击实筒为筒形结构，筒壁可嵌入所述试样槽内；
所述击实筒上设置支耳，并通过所述支耳与所述支撑柱活动相连；
在执行试样击实压紧操作的情况下，所述击实筒沿所述支撑柱滑动，靠近或者远离所述试样槽，筒壁嵌入或者脱离所述试样槽。
进一步地，所述内筒壁上设置透视窗口。
进一步地，所述透视窗口设置所述试样槽的深度标记。
进一步地，所述装置还包括：整平杆以及位于所述整平杆前端的扫平板；
所述整平杆尾端连接在所述支撑柱上；
其中，所述整平杆在所述支撑柱上的相对高度可调；
在执行所述试样槽内试样整平操作的情况下，所述整平杆悬置于所述试样槽上方，所述扫平板嵌于所述试样槽内；
在所述支撑柱转动的情况下，所述扫平板扫平试样槽内的试样，使之处于同一高度。
进一步地，所述支撑柱固定在所述底座上，位于所述试样槽圆心处；
其中，所述支撑柱嵌于所述击实筒内腔中心，通过支耳与所述击实筒活动连接；
在执行试样击实压紧操作的情况下，所述击实筒沿所述支撑柱滑动，靠近或者远离所述试样槽，筒壁嵌入或者脱离所述试样槽。
进一步地，所述底座上设置一滑动卡槽，所述滑动卡槽位于所述试样槽同圆心的圆形滑轨；
所述支撑柱底端嵌于所述滑动卡槽内，可沿所述滑动卡槽滑动；
其中，在执行试样扫平操作的情况下，所述支撑柱沿所述滑动卡槽滑动，嵌于所述试样槽内的扫平板扫平试样槽内的试样，使之处于同一高度。
进一步地，所述滑动卡槽内设置孔槽；
其中，所述孔槽的内径与所述支撑柱底部外径相匹配，所述支撑柱嵌于所述孔槽内，保持柱身与所述底座的相对静止。
进一步地，所述外筒的筒壁上部，由下自上半径逐渐增大；
其中，所述外筒的筒壁上部内侧呈移向筒体外伸展的弧面。
进一步地，所述支撑柱上端设置顶端限位卡扣，限制所述击实筒的上升高度；所述支撑柱中部设置底端限位卡扣，限制所述击实筒的下降高度。
进一步地，所述击实筒上设置一手柄；
其中，在执行击实压紧试样操作的情况下，通过所述手柄推拉所述击实筒。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，采用底座、内筒、外筒、支撑柱以及击实筒构成试样击实结构，对应精度大大提供；通过支撑柱和击实筒构成稳定的往复击实操作结构，保证试样能够得到稳定的击实效果；同一时刻试样受到的冲击力稳定均匀，具备良好的压实效果；另一方面，试样槽通过内外筒以及底座构成接缝严密的试样槽结构，避免结构粗糙影响试样的制样精度。
2、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，在内筒壁上设置透视窗口，便于观察试样的击实压缩状态；进一步，在透视窗口上设置深度标识，配合窗口便于实时了解试样加工效率。
3、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，通过整平杆以及前端的扫平板跟随支撑柱动作，实现针对环形试样槽的试样扫平操作， 大大提升了试样平整度，提高了击实操作中试样密度，厚度等试样规格参数的可靠性和稳定性。
4、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，通过合理设置支撑柱的位置，位于试样槽中心，使得击实筒以及整平杆能够跟随自转高精度的实现击实和扫平操作，保证试样加工的效果。
5、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，在底座上设置滑动卡槽限制引导支撑柱移动，实现扫平操作；同时，可以通过多个支撑柱实现联合支撑，提升扫平操作的稳定可靠；另一方面，也可以在滑动卡槽内设置多个支撑柱，共同支撑击实筒，保证击实筒的稳定动作，提升试样加工效果和可靠性。
6、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，通过设置孔槽能够固定支撑柱，进一步保证支撑柱的固定强度，保证在击实压缩操作过程中，击实筒的位置精度始终较佳；通过在外筒上设置弧面外延结构扩大试样装填入口，优化装填操作；通过在支撑柱上设置上下限位卡扣，提升击实筒的安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的用于环剪实验的环式制样装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种用于环剪实验的环式制样装置，解决了现有技术中传统方法在试样模具粗糙，导致试样整平、土体密度和压实度控制方面可靠性严重不足的技术问题；达到了提升试样加工效果的技术效果。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：
一种用于环剪实验的环式制样装置，包括：底座、内筒、外筒、支撑 柱以及击实筒；
所述底座上开设两个同心圆槽，所述内筒和所述外筒分别嵌于所述两个同心圆槽内；所述内筒、所述外筒以及所述底座顶壁构成试样槽；
所述支撑柱一端垂直固定在所述底座上；
所述击实筒悬置于所述试样槽正上方，通过所述支撑柱支撑；
其中，所述击实筒为筒形结构，筒壁可嵌入所述试样槽内；
所述击实筒上设置支耳，并通过所述支耳与所述支撑柱活动相连；
在执行试样击实压紧操作的情况下，所述击实筒沿所述支撑柱滑动，靠近或者远离所述试样槽，筒壁嵌入或者脱离所述试样槽。
通过上述内容可以看出，本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，采用底座、内筒、外筒、支撑柱以及击实筒构成试样击实结构，对应精度大大提供；通过支撑柱和击实筒形成稳定的往复击实操作结构，保证试样能够得到稳定的击实效果；同一时刻试样受到的冲击力稳定均匀，具备良好的压实效果；另一方面，试样槽通过内外筒以及底座构成接缝严密的试样槽结构，避免结构粗糙影响试样的加工精度。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
参见图1，本实用新型实施例提供的一种用于环剪实验的环式制样装置，包括：底座1、内筒3、外筒2、支撑柱5以及击实筒4。
所述底座1上开设两个同心圆槽，即内槽103以及外槽102，所述内筒3嵌于所述内槽103，所述外筒2嵌于所述外槽102；所述内筒、所述外筒以及所述底座顶壁构成试样槽。
所述支撑柱5一端垂直固定在所述底座1上，具体的，即在竖直方向 上，支撑柱5相对与底座1垂直静止。所述击实筒4悬置于所述试样槽正上方，通过所述支撑柱5支撑；从而保证所述击实筒4能够在竖直方向上正对试样槽，保证对位精度，使得试样击实效果优越。
其中，所述击实筒4为筒形结构，与呈环形的试样槽匹配；筒壁可嵌入所述试样槽内。
所述击实筒4上设置支耳401，并通过所述支耳401与所述支撑柱5活动相连；具体的，采用环套接在支撑柱5上，可相对其沿轴向滑动。
在执行试样击实压紧操作的情况下，所述击实筒4沿所述支撑柱5滑动，靠近或者远离所述试样槽，筒壁嵌入或者脱离所述试样槽，以达到击实槽内试样的目的。
为了便于实时观察试样击实情况，所述内筒3壁上设置透视窗口301。具体的，在内筒3壁上镶嵌一个或者多个透明窗口。
进一步地，为了便于实时了解击实厚度，所述透视窗口301上设置所述试样槽的深度标记。
在试样装填到试样槽内后，通常是自然堆积的，高矮不均；鉴于此，本实施例提供试样扫平结构。
具体的，设置整平杆6以及位于所述整平杆6前端的扫平板601；所述整平杆6尾端连接在所述支撑柱5上。
其中，在执行所述试样槽内试样整平操作的情况下，所述整平杆6悬置于所述试样槽上方，所述扫平板601嵌于所述试样槽内。
在所述支撑柱5转动的情况下，所述扫平板沿试样槽移动，扫平试样槽内的试样，使之处于同一高度。
本实施例提供一种支撑柱结构形式：采用与试样槽同圆心设置支撑柱，支撑柱上方套接的击实筒，下方的试样槽以及支撑柱中轴线重合。此时试样槽与击实筒的对位精度很高，击实效果优良。
支撑柱可沿其中轴线自转，整平杆跟随支撑柱的自转而转动，绕所述 中轴线转动，从而精确的在所述试样槽内执行扫平操作。
其中，所述支撑柱嵌于所述击实筒内腔中心，通过支耳与所述击实筒活动连接；在执行试样击实压紧操作的情况下，所述击实筒沿所述支撑柱滑动，靠近或者远离所述试样槽，筒壁嵌入或者脱离所述试样槽。
进一步地，支撑柱可以是多根杆通过紧固件连接在一起，其整体的自转中轴线与试样槽的中轴线重合。此时支撑柱的结构强度大大提升，对位可靠性大大提高。
参见图1，本实施例还提供另一种支撑柱结构形式：所述底座1上设置一滑动卡槽101，所述滑动卡槽101位于与所述试样槽同心的圆形滑轨。
所述支撑柱底端501嵌于所述滑动卡槽101内，可沿所述滑动卡槽101滑动。
具体的，击实筒4通过支耳401与所述支撑柱5活动连接。
其中，在执行试样扫平操作的情况下，所述支撑柱5沿所述滑动卡槽101滑动，嵌于所述试样槽内的扫平板扫平试样槽内的试样，使之处于同一高度。
进一步地，在滑动卡槽101内的支撑柱5可以是一个，也可以个多个。
具体的，支撑柱5为两个的情况下，击实筒4通过两个支耳401分别固定在所述支撑柱5上。
进一步地，两个支撑柱关于试样槽中心轴线对称，分列在试样槽两个侧，此时两个支耳401的整体重心处于击实筒4的中心轴线上，且位于试样槽的中心轴线上，结构稳定性高。
或者，支撑柱还可以是三个或者更多个，根据实际的实验需要；其中，保证击实筒的中心与支撑柱的整体中心位于试样槽的中轴线上。
进一步地，所述滑动卡槽101内设置一孔槽104；其中，所述孔槽104的内径与所述支撑柱5半径底部现匹配，所述支撑柱5进而嵌于所述孔槽104内，保持柱身与所述底座1的相对静止，严格提升支撑柱5的固定强 度，保证击实筒4动作时的震动对定位精度的影响降到最低。
所述外筒2的筒壁上部，由下自上半径逐渐增大；其中，所述外筒2的筒壁上部内侧呈移向筒体外伸展的弧面201，便于试样装填。
所述支撑柱5上端设置顶端限位卡扣503，限制所述击实筒4的上升高度；所述支撑柱5中部设置底端限位卡扣502，限制所述击实筒4的下降高度。
所述击实筒4上设置一手柄402；其中，在执行击实压紧试样操作的情况下，通过所述手柄402推拉所述击实筒4。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，采用底座、内筒、外筒、支撑柱以及击实筒构成试样击实结构，对应精度大大提供；通过支撑柱和击实筒形成稳定的往复击实操作结构，保证试样能够得到稳定的击实效果；同一时刻试样受到的冲击力稳定均匀，具备良好的压实效果；另一方面，试样槽通过内外筒以及底座构成接缝严密的试样槽结构，避免结构粗糙影响试样的加工精度。
2、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，在内筒壁上设置透视窗口，便于观察试样的击实压缩状态；进一步，在透视窗口上设置深度标识，配合窗口便于实时了解试样加工效率。
3、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，通过整平杆以及前端的扫平板跟随支撑柱动作，实现针对环形试样槽的试样扫平操作，大大提升了试样平整度，便于击实操作中试样密度，厚度等试样规格参数的可靠性和稳定性。
4、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，通过合理设置支撑柱的位置，位于试样槽中心，使得击实筒以及整平杆能够跟随自转高精度的实现击实和扫平操作，保证试样加工的效果。
5、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，在底座上设置滑动卡槽限制引导支撑柱移动，实现扫平操作；同时，可以通过多个支撑柱实现联合支撑，提升扫平操作的稳定可靠；另一方面，也可以在滑动卡槽内设置多个支撑柱，共同支撑击实筒，保证击实筒的稳定动作，提升试样加工效果和可靠性。
6、本申请实施例中提供的用于环剪实验的环式制样装置，通过设置孔槽能够固定支撑柱，进一步保证支撑柱的固定强度，保证在击实压缩操作过程中，击实筒的位置精度始终较佳；通过在外筒上设置弧面外延结构扩大试样装填入口，优化装填操作；通过在支撑柱上设置上下限位卡扣，提升击实筒的安全性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。