一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具的制作方法

本发明涉及无侧限抗压强度试验技术领域，尤其涉及一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具。

背景技术：

近年来，基础设施建设仍在不断扩建，岩土工程及试验测试工作量日益增多；其中，公路土工试验规程(jtge40—2007)无侧限抗压强度试验试样在测量前，需进行压实脱模，而该试验制成的试样较大，压实脱模过程效率较低。

现有技术中，压实与脱模是分别通过不同的设备完成的，且压实脱模多采用手动液压千斤顶，操作时体力消耗较大，单次只能操作一个试样，工作效率较低；同时，由于试样与模具筒的重量较大，其稳定性较差，上升的过程中容易产生偏差，因此需要重新对准；且传统碎石试样压实后，进行脱模时受模具横向压力而很难脱模成功，很容易造成试样损坏现象。可见，现有技术中的再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具存在操作不方便、操作者体力消耗大、试样易在脱模过程中损坏以及影响试验效率等缺陷。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，以解决现有技术中存在的再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具存在操作不方便、操作者体力消耗大、试样易在脱模过程中损坏以及影响试验效率等缺陷的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，包括多个试样成型机构和压实推出机构；所述试样成型机构可拆卸地固定于所述压实推出机构上；所述试样成型机构包括成型内筒、成型外筒、顶盖和垫块；所述成型内筒与所述成型外筒均呈两端开口的筒状结构，所述成型内筒同轴设置于所述成型外筒内，所述成型内筒可拆卸地固定于所述成型外筒内；所述顶盖可拆卸地固定于所述成型内筒的顶部；所述垫块可拆卸地固定于所述成型内筒的底部；所述压实推出机构包括多个液压驱动部；所述液压驱动部在竖直方向上可往复运动地设置于所述成型内筒的底部，所述液压驱动部与所述成型内筒、所述成型外筒对应设置。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述压实推出机构还包括底座、顶板、托盘和多个支撑杆；所述支撑杆的一端可拆卸地固定于所述底座上，所述支撑杆的另一端与所述顶板可拆卸地连接；所述托盘通过所述支撑杆可拆卸地固定于所述底座与所述顶板之间，所述托盘与所述底座、所述顶板均留有间距，所述试样成型机构可拆卸地固定于所述托盘上；所述液压驱动部在竖直方向上可往复运动地设置于所述底座上，所述液压驱动部可拆卸地设置于所述托盘的底部。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述托盘上均匀开设有多个环形槽，所述环形槽与所述液压驱动部对应设置；所述环形槽的中心为凸台；所述成型内筒可拆卸地设置于所述凸台上，所述成型外筒可拆卸地设置于所述环形槽内。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述托盘的边缘处开设有多个支撑杆预留孔；所述支撑杆可穿设于所述支撑杆预留孔中，所述支撑杆与所述支撑杆预留孔对应设置。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述顶板包括顶板本体和多个转动组件；所述顶板本体上开设有多个预留推出试样孔，所述预留推出试样孔与所述液压驱动部对应设置；所述转动组件可转动地设置于所述顶板本体上，所述转动组件可沿着竖直方向往复运动，所述转动组件与所述预留推出试样孔间隙配合，所述转动组件与所述预留推出试样孔对应设置。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述转动组件包括旋转挡板和旋转手柄；所述旋转手柄可拆卸地固定于所述旋转挡板上；所述顶板本体上开设有旋转孔；所述旋转手柄穿设于所述旋转孔内；所述旋转挡板通过所述旋转手柄可转动地设置于所述预留推出试样孔中，所述旋转挡板与所述预留推出试样孔间隙配合，所述旋转挡板与所述预留推出试样孔对应设置。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述底座上开设有预留凹槽；所述液压驱动部可拆卸地设置于所述预留凹槽内。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述成型内筒由多个弧形瓣组合而成，多个所述弧形瓣之间可拆卸地连接。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，所述顶盖包括顶盖本体和凸起部；所述顶盖本体呈一端开口的圆筒状，所述顶盖本体可与所述成型内筒过盈配合；所述凸起部固定设置于所述顶盖本体内部的中心处。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，全部所述弧形瓣上均可拆卸地固定有预留螺栓；所述成型外筒上均匀开设有多个螺栓预留孔；所述成型外筒与全部所述弧形瓣螺栓连接。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，包括多个试样成型机构和压实推出机构；试样成型机构可拆卸地固定于压实推出机构上；试样成型机构包括成型内筒、成型外筒、顶盖和垫块；成型内筒与成型外筒均呈两端开口的筒状结构，成型内筒同轴设置于成型外筒内，成型内筒可拆卸地固定于成型外筒内；顶盖可拆卸地固定于成型内筒的顶部；垫块可拆卸地固定于成型内筒的底部；压实推出机构包括多个液压驱动部；液压驱动部在竖直方向上可往复运动地设置于成型内筒的底部，液压驱动部与成型内筒、成型外筒对应设置。本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，实现了试样的压实定型与脱模一体化，在保证了试样的压实及脱模质量的同时，还大幅提高了试样的压实及脱模效率。具体体现在：本发明通过设置多个试样成型机构和压实推出机构，可一次性制作多个试样，大幅缩减了试样制作时间，且一组试样一次成型，成型压力和成型过程均相同，从而不仅确保了每一试样的完整性，降低了试样之间的差异性，避免了重复补样的问题；还在较大程度上提高了试样压实定型与脱模操作的便利程度，从而降低了试样压实定型与脱模操作的难度，进而提高了制样效率。可见，本发明解决了现有技术中存在的再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具存在操作不方便、操作者体力消耗大、试样易在脱模过程中损坏以及影响试验效率等缺陷的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具的立体结构示意简图；

图2是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中成型外筒和成型内筒的立体结构示意简图；

图3是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中成型外筒的立体结构示意简图；

图4是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中成型内筒的立体结构示意简图；

图5是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中垫块的立体结构示意简图；

图6是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中顶盖的立体结构示意简图；

图7是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中压实推出机构的立体结构示意简图；

图8是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中顶板的立体结构示意简图；

图9是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中顶板底部的结构示意简图；

图10是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中开设有旋转孔的顶板的结构示意简图；

图11是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中旋转挡板和旋转手柄的立体结构示意简图；

图12是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中托盘的立体结构示意简图；

图13是本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具中底座和液压驱动部的立体结构示意简图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

现有技术中，无侧限抗压强度试验试样在测量前，需进行压实脱模，而压实与脱模操作是分别通过不同的设备完成的，且压实脱模多采用手动液压千斤顶，操作时体力消耗大，且单次只能操作一个试样，工作效率较低；同时，由于试样与模具筒的重量较大，其稳定性较差，上升的过程中容易产生偏差，因此需要重新对准；此外，传统碎石试样压实后，进行脱模时受模具横向压力而很难脱模成功，很容易造成试样损坏的现象。

为了解决现有技术中存在的再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具存在操作不方便、操作者体力消耗大、试样易在脱模过程中损坏以及影响试验效率等缺陷的问题，本发明实施例1提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，如图1-图13所示，包括多个试样成型机构1和压实推出机构2；试样成型机构1可拆卸地固定于压实推出机构2上；试样成型机构1包括成型内筒11、成型外筒12、顶盖13和垫块14；成型内筒11与成型外筒12均呈两端开口的筒状结构，成型内筒11同轴设置于成型外筒12内，成型内筒11可拆卸地固定于成型外筒12内；顶盖13可拆卸地固定于成型内筒11的顶部；垫块14可拆卸地固定于成型内筒11的底部；压实推出机构2包括多个液压驱动部21；液压驱动部21在竖直方向上可往复运动地设置于成型内筒11的底部，液压驱动部21与成型内筒11、成型外筒12对应设置。

具体地，本实施例中成型内筒11的内径为150mm，高为230mm，筒壁厚为13.5mm；成型外筒12的内径为303.5mm，高为230mm，筒壁厚为13.5mm；顶盖13的总体高度为40mm；垫块14的整体高度为40mm；垫块14的底部设置有圆形凹槽，圆形凹槽的高为30mm，直径为130mm，环形厚度为10mm。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，实现了试样的压实定型与脱模一体化，在保证了试样的压实及脱模质量的同时，还大幅提高了试样的压实及脱模效率。具体体现在：本发明通过设置多个试样成型机构1和压实推出机构2，具体地，本实施中设有三个试样成型机构1，可一次性制作三个试样，大幅缩减了试样制作时间，且一组试样一次成型，成型压力和成型过程均相同，从而不仅确保了每一试样的完整性，降低了试样之间的差异性，避免了重复补样的问题，还在较大程度上提高了试样压实定型与脱模操作的便利程度，从而降低了试样压实定型与脱模操作的难度，进而提高了制样效率。可见，本发明解决了现有技术中存在的再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具存在操作不方便、操作者体力消耗大、试样易在脱模过程中损坏以及影响试验效率等缺陷的问题。

为了提高压实推出机构2的工作稳定性，本实施例提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，如图7和图13所示，压实推出机构2还包括底座22、顶板23、托盘24和多个支撑杆25；支撑杆25的一端可拆卸地固定于底座22上，支撑杆25的另一端与顶板23可拆卸地连接；托盘24通过支撑杆25可拆卸地固定于底座22与顶板23之间，托盘24与底座22、顶板23均留有间距，试样成型机构1可拆卸地固定于托盘24上；液压驱动部21在竖直方向上可往复运动地设置于底座22上，液压驱动部21可拆卸地设置于托盘24的底部。进一步地，底座22上开设有预留凹槽221；液压驱动部21可拆卸地设置于预留凹槽221内。具体地，本实施例中底座22的直径为800mm，高为400mm；顶板23的直径为800mm，厚度为40mm；托盘24为直径720mm，厚度为35mm的圆形板；支撑杆25的直径为40mm，高为700mm，共设置四个支撑杆25；设置在底座22上的预留凹槽221的直径为650mm，深为240mm。通过设置底座22、顶板23、托盘24和多个支撑杆25，液压驱动部21则设置在底座22的预留凹槽221内，其结构简单，易于实现，支撑杆25实现了各部件的连接支撑及固定的作用，并为托盘24在竖直方向上的运动起到导向作用，从而通过上述部件实现了制样的压实及脱模的一体化设计，进而在简化了压实推出机构2整体结构的同时，还在较大程度上提高了制样的压实及脱模工作的可靠性，进一步提高了制样的压实及脱模效率。

为了提高脱模操作的便捷程度，本实施例提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，如图12所示，托盘24上均匀开设有多个环形槽241，环形槽241与液压驱动部21对应设置；环形槽241的中心为凸台242；成型内筒11可拆卸地设置于凸台242上，成型外筒12可拆卸地设置于环形槽241内。具体地，本实施例中环形槽241的直径为315mm，环形槽241的深度为10mm，凸台242为圆柱状凸台，凸台242的直径为180mm，高度为10mm。通过设置环形槽241及凸台242，使得成型内筒11和成型外筒12能够分别置于凸台242和环形槽241内，并且在进行脱模操作的过程中，在将成型外筒12拆除时，成型外筒12能够刚好落入环形槽241内，从而提高了脱模操作的便捷程度；而凸台242则用来放置脱下来的试样，使得推出试样时能够精准地穿出预留推出试样孔2311。

为了提高托盘24沿着支撑杆25上升下降过程中的运行稳定性，本实施例提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，如图12所示，托盘24的边缘处开设有多个支撑杆预留孔243；支撑杆25可穿设于支撑杆预留孔243中，支撑杆25与支撑杆预留孔243对应设置。具体地，本实施例中支撑杆预留孔243的直径为41mm，呈半圆形状，共设置有四个支撑杆预留孔，并对称设置在托盘24上，贯穿整个托盘24，从而使得托盘24在上升下降的过程中，能够平稳地沿着支撑杆25进行上下移动，进而保证了试样的压实及脱模工作的可靠性。

为了进一步提高试样的压实、推出效率及模具的整体工作可靠性，本实施例提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，如图8-图11所示，顶板23包括顶板本体231和多个转动组件232；顶板本体231上开设有多个预留推出试样孔2311，预留推出试样孔2311与液压驱动部21对应设置；转动组件232可转动地设置于顶板本体231上，转动组件232可沿着竖直方向往复运动，转动组件232与预留推出试样孔2311间隙配合，转动组件232与预留推出试样孔2311对应设置。具体地，本实施例中预留推出试样孔2311的直径为160mm，其贯穿整个顶板23，且共有三个等分设置于顶板23上的预留推出试样孔2311。

进一步地，转动组件232包括旋转挡板2321和旋转手柄2322；旋转手柄2322可拆卸地固定于旋转挡板2321上；顶板本体231上开设有旋转孔2312；旋转手柄2322穿设于旋转孔2312内；旋转挡板2321通过旋转手柄2322可转动地设置于预留推出试样孔2311中，旋转挡板2321与预留推出试样孔2311间隙配合，旋转挡板2321与预留推出试样孔2311对应设置。具体地，本实施例中旋转挡板2321为圆形板，其直径为171mm，厚度为20mm，位于预留推出试样孔2311的下方，并与旋转手柄2322焊接；旋转手柄2322的旋转杆长为60mm，直径为10mm，手柄头呈正六棱柱状结构，高为20mm，旋转杆穿过旋转孔2312；旋转孔2312的直径为12mm，贯穿整个顶板23。通过设置顶板本体231、旋转挡板2321和旋转手柄2322等组件，旋转挡板2321可360°旋转，在进行压实操作前，需用旋转挡板2321将顶板23上的预留推出试样孔2311堵住；之后，液压驱动部21工作，液压驱动部21上升至成型内筒11和成型外筒12顶到顶板23上的旋转挡板2321即可；可见，通过上述设置，能够通过转动旋转挡板2321来对试样进行压实和推出操作，使得进行试样压实和推出试样时更为方便，从而能够有效地提高试样的压实及推出操作的可靠性。

为了在提高脱模效率的同时，尽可能降低试样的受损程度，本实施例提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，如图2-图4所示，成型内筒11由多个弧形瓣111组合而成，多个弧形瓣111之间可拆卸地连接。进一步地，全部弧形瓣111上均可拆卸地固定有预留螺栓112；成型外筒12上均匀开设有多个螺栓预留孔121；成型外筒12与全部弧形瓣111螺栓连接。具体地，本实施中弧形瓣111为成型内筒11的三分之一，高为230mm，厚为13.5mm；三个螺栓预留孔121的直径为15mm，厚为13.5mm；共设置有三个预留螺栓112，位于弧形瓣111的外侧中轴线上，预留螺栓112的螺杆直径为15mm，螺杆长为83.5mm，螺杆外设有螺纹，螺栓头的直径为40mm，厚度为30mm；螺帽套在预留螺栓112上，螺帽为正六边形，内设螺栓孔，孔直径为15mm，孔深30mm，孔内壁设有内螺纹，用来固定成型内筒11。通过运用拆卸式的三瓣筒，即三个弧形瓣111，从而使其对碎石材料进行无侧限抗压强度试样成型时，既操作简便，又可在脱模时提高操作效率，从而减少试样脱模过程的损坏，具体地，三个弧形瓣111的边缘处均设置了咬合口，从而能够使得三个弧形瓣111之间实现紧密结合，进而更好地固定成型内筒11，提高模具的整体工作可靠性。

为了进一步提高试样的压实及脱模效率，本实施例提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，进一步地，如图6所示，顶盖13包括顶盖本体131和凸起部132；顶盖本体131呈一端开口的圆筒状，顶盖本体131可与成型内筒11过盈配合；凸起部132固定设置于顶盖本体131内部的中心处。具体地，本实施中顶盖13总体高40mm，顶盖13内部的圆形凹槽直径为130mm，环形厚度为10mm，凸起部132呈圆形手柄状，其直径为30mm，高为30mm。通过设置顶盖本体131和凸起部132，当材料被装入成型内筒11后，进行试样的初预压，此时，需要将顶盖13放入成型内筒11上，并用力按压，使得部分顶盖13能够被压入成型内筒11中，而呈圆形手柄状的凸起部132则能够便于操作人员对于顶盖13的设置，从而在一定程度上提高了试样的压实及脱模效率。

本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具的使用方法包括以下步骤：

步骤一：组装试样成型内筒11。成型内筒11为可拆卸式的三瓣筒，内径为150mm，厚度为13.5mm，高为230mm。弧形瓣111的外侧设置带螺纹的预留螺栓112，螺杆长度为50mm，直径为15mm，且螺栓通过成型外筒12的螺栓预留孔121固定在成型内筒11上。将三个弧形瓣111拼装为一个封闭的圆筒，使其咬合口紧密连接在一起。

步骤二：固定成型内筒11外的预留螺栓112。成型内筒11外侧的预留螺栓112上设置有螺帽，螺帽中的螺栓孔直径为15mm，螺帽厚为30mm，螺栓孔内侧预留有螺纹。拼装好三个弧形瓣111后，将螺帽朝着远离成型内筒11的方向拧动，直到拧到成型外筒12处拧不动为止。

步骤三：装入碎石试验材料。在高40mm，直径为150mm的模具底部的垫块14上垫上滤纸，然后将成型内筒11套入垫块14上，将称量好的碎石试验材料分三次倒入成型内筒11中。

步骤四：试样的初预压。材料装入成型内筒11后，在其上表面放入滤纸，将高为40mm，直径为150mm的顶盖13放入成型内筒11上，用力按压，使得部分顶盖13被压入成型内筒11内。

步骤五：放置无侧限抗压强度试样的成型内筒11和成型外筒12。将预压好的无侧限抗压强度试样的成型内筒11和成型外筒12放置在托盘24上。托盘24上设置有三个放置试样的环形槽241和圆形凸台242。放置成型内筒11和成型外筒12时，将成型内筒11放置在圆形凸台242上，使得成型外筒12正好位于凸台242外侧的环形槽241内。

步骤六：旋转顶板23上的旋转挡板2321。旋转挡板2321可360°旋转，厚为20mm，直径为171mm。进行压实前，旋转挡板2321将顶板23上的预留推出试样孔2311堵住。

步骤七：进行压实。将旋转挡板2321堵住预留推出试样孔2311后，插入电源，将液压驱动部21即电动液压装置上升，直到无侧限抗压强度试样成型内筒11和成型外筒12顶到顶板23上的旋转挡板2321。当顶盖13的上部与无侧限抗压强度试样的成型内筒11和成型外筒12平齐时则停止上升。

步骤八：进行脱模。首先将液压驱动部21下降到一定位置，将无侧限抗压强度试样的成型内筒11和成型外筒12的螺帽朝着成型内筒11的方向拧动，直到成型内筒11的三个弧形瓣111可以随着预留螺栓112前后移动。松动后，成型外筒12刚好落入托盘24上的环形槽241内，将试样上的顶盖13取下。

步骤九：推出成型的试样。将顶板23上的旋转挡板2321旋转到一定位置，露出顶板23上预留推出试样孔2311，上升液压驱动部21，直到试样完全从预留推出试样孔2311中穿出，将试样取下。

综上所述，本发明提供的一种再生水稳碎石无侧限抗压强度试样成型模具，本发明通过设置多个试样成型机构和压实推出机构，可一次性制作多个试样，大幅缩减了试样制作时间，且一组试样一次成型，成型压力和成型过程均相同，从而不仅确保了每一试样的完整性，降低了试样之间的差异性，避免了重复补样的问题；还在较大程度上提高了试样压实定型与脱模操作的便利程度，从而降低了试样压实定型与脱模操作的难度，进而提高了制样效率；实现了试样的压实定型与脱模一体化，在保证了试样的压实及脱模质量的同时，还大幅提高了试样的压实及脱模效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。