一种粗粒土路基填料试样成型压实装置的制作方法

本实用新型涉及岩土工程室内模型试验技术，尤其是涉一种粗粒土路基填料试样成型压实装置。

背景技术：

现有研究已经表明在对岩土材料进行试验时，试样的密实度往往是影响试验结果的关键因素之一，尤其是对于高速铁路路基粗粒土填料而言，压实度是试样成型过程中最主要的控制因素。目前，国内外研究者针对粗粒土路基填料试样的压实度与试验结果关系开展了大量的研究工作，然而这些研究都是从压实度的概念来分析实验结果，没有考虑试样成型压实的方式对实验结果的影响。目前，针对粗粒土材料开展室内试验时，如大型粗粒土三轴，在制样过程中大多采用人工击实的方式，而现场粗粒土填料在填筑过程中大多采用压实的方式，在击实过程中势必造成土样大量粗颗粒的破碎，这样导致所制试样与现场土样存在明显差异，试验结果不能完全反映现场实际情况，试验数据的准确性有待提升；此外，采用人工的方式对试样进行夯实，工作强度非常大，且夯实质量差别大。因此，有必要开发一种粗粒土填料室内试验土样成型装置，使土样制作的过程最大限度地模拟路基填料填筑的过程，并能严格控制试样成型质量。

技术实现要素：

针对上述的不足之处，本实用新型提供了一种减小千斤顶与岩土体的距离且可以自由拆卸与加长的装置。

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种粗粒土路基填料试样成型压实装置，能根据加载的实际情况调整千斤顶与试样之间的距离，避免千斤顶长度不足造成的困扰，且能够提高试样成型的压实度，并能与其他试验装置结合，实现便捷运输，降低人工的消耗。

本实用新型是这样实现的：

一种粗粒土路基填料试样成型压实装置，包括一地锚、一钢底板、一钢筒、一下加载板、四承压柱、一上加载板、一传感器、一承压板、一千斤顶、一钢板、一反力梁以及两立柱；

所述地锚上部设置有两滑轮导槽，所述钢底板下部设置有复数个滑轮并放置于所述地锚的滑轮导槽上，所述钢筒下部固定在所述钢底板上，所述钢筒内填充有岩土材料，所述岩土材料上放置有所述下加载板，所述下加载板与所述上加载板之间通过所述承压柱连接形成加长结构，所述上加载板上部由下至上依次放置有所述传感器、所述承压板和所述千斤顶，所述千斤顶的下端放置于所述承压板上，所述千斤顶的上端锁附在所述钢板上，所述钢板固定在所述反力梁中部上，所述反力梁的两端分别固定在两所述立柱的上端，两所述立柱的下端固定在所述地锚上。

进一步地，每一所述承压柱由相互连接的大截面圆柱与小截面圆柱组成，所述大截面圆柱与所述下加载板的螺栓孔直径一致，所述小截面圆柱与所述上加载板的螺栓孔直径一致，所述大截面圆柱设于所述上加载板与所述下加载板之间，所述大截面圆柱下端的外表面设置有螺纹，通过所述大截面圆柱下端的螺纹与下加载板的螺栓孔配合将所述大截面圆柱锁付于所述下加载板上，所述小截面圆柱穿设于上加载板的螺栓孔内，并通过固定螺栓锁附在所述上加载板上；所述大截面圆柱与所述上加载板之间还设置有一用于加长所述承压柱长度的钢套筒，所述钢套筒内部设有螺纹，所述小截面圆柱外部设有螺纹，通过螺纹连接将所述小截面圆柱套设于钢套筒内。

进一步地，所述钢筒由两个半圆形钢片拼接组成，所述两个半圆形钢片相接处设置有一防水胶垫，且所述钢筒上下两端分别通过法兰盘锁紧，所述钢筒下端的法兰盘与所述钢底板之间设置有一密封防水胶垫。

进一步地，每一所述滑轮导槽的一端设有一斜坡，每一所述斜坡的外部连接有一传送带，所述钢筒在运输过程中，通过所述传送带运输至所述斜坡，再由所述斜坡将所述钢底板下部的滑轮放置于所述地锚的滑轮导槽内。

进一步地，所述钢板与所述上加载板的中间分别设置有一水准泡。

进一步地，所述立柱和承压柱为实心钢柱。

进一步地，所述钢底板为矩形钢板；所述承压板、上加载板、下加载板和承压柱为圆形钢柱。

进一步地，所述立柱的表面设置有螺纹，所述钢底板、反力梁和地锚的对应位置上设置有螺栓孔；所述钢筒通过六角螺栓锁附在所述钢底板的螺栓孔内，所述钢板通过外六角螺栓锁附在所述反力梁中部的螺栓孔内，两所述立柱的上端通过上下螺栓锁附在所述反力梁两端的螺栓孔内，所述立柱的下端通过地脚螺栓锁付在所述地锚的螺栓孔内。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型提供的粗粒土路基填料试样成型压实装置能根据加载的实际情况调整千斤顶与试样之间的距离，避免千斤顶长度不足造成的困扰，克服了现有压实试验加载设备中加载装置与试样距离受限的不足，能够提高试样成型的压实度，达到试验数据更具有可靠性；

2、该粗粒土路基填料试样成型压实装置可结合其他试验装置，达到便捷运输，降低人工消耗。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置的结构示意图(加有钢套筒时)。

图2为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置的结构示意图(未加钢套筒时)。

图3为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中上加载板的结构示意图。

图4为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中下加载板的结构示意图。

图5a为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中上加载板、承压柱、钢套筒与下加载板的连接示意图(加入较长钢套筒时)。

图5b为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中上加载板、承压柱、钢套筒与下加载板的连接示意图(加入较短钢套筒时)。

图6为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中钢筒的结构示意图。

图7a为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中钢底板与滑轮连接的俯视图。

图7b为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中钢底板与滑轮连接的侧视图。

图8为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中地锚的滑轮导槽结构示意图。

图9为本实用新型一种粗粒土路基填料试样成型压实装置中传送带的结构示意图。

图中标号说明：

10-岩土材料、101-螺栓孔、11-地锚、111-滑轮导槽、112-斜坡、113-传送带、12-钢底板、121-滑轮、13-钢筒、131-六角螺栓、132-半圆形钢片、133-防水胶垫、134-法兰盘、14-下加载板、15-承压柱、151-大截面圆柱、152-小截面圆柱、153(154)-钢套筒、16-上加载板、161-固定螺栓、162-水准泡、17-传感器、18-承压板、19-千斤顶、20-钢板、201-外六角螺栓、21-反力梁、211-上下螺栓、22-立柱、221-地脚螺栓。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作出进一步地详细说明，但本实用新型的结构并不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1、图3-9所示，本实用新型的一种粗粒土路基填料试样诚成型压实装置，包括一地锚11、一钢底板12、一钢筒13、一下加载板14、四承压柱15、一上加载板16、一传感器17、一承压板18、一千斤顶19、一钢板20、一反力梁21以及两立柱22；

所述地锚11上部设置有两滑轮导槽111，所述钢底板12下部设置有复数个滑轮121并放置于所述地锚11的滑轮导槽111上，所述钢筒13下部固定在所述钢底板12上，所述钢筒13内填充有岩土材料10(土样)，所述岩土材料10上放置有所述下加载板14，所述下加载板14与所述上加载板16之间通过所述承压柱15连接形成加长结构A，所述上加载板16上部由下至上依次放置有所述传感器17、所述承压板18、所述千斤顶19，所述千斤顶19的下端放置于所述承压板18上，所述千斤顶19的上端锁附在所述钢板20上，所述钢板20固定在所述反力梁21中部上，所述反力梁21的两端分别固定在两所述立柱22的上端，两所述立柱22的下端固定在所述地锚11上。

其中，每一所述承压柱15的结构具体为：

所述承压柱15由相互连接的大截面圆柱151与小截面圆柱152组成，所述大截面圆柱151与所述下加载板14的螺栓孔101直径一致，所述小截面圆柱152与所述上加载板16的螺栓孔101直径一致，所述大截面圆柱151设于所述上加载板16与所述下加载板14之间，所述大截面圆柱151下端的外表面设置有螺纹，通过所述大截面圆柱151下端的螺纹与下加载板14的螺栓孔101配合将所述大截面圆柱151锁付于所述下加载板14上，所述小截面圆柱152穿设于所述上加载板16的螺栓孔101内，并通过固定螺栓161锁附在所述上加载板16上，所述大截面圆柱151与所述上加载板16之间还设置有一用于加长所述承压柱15长度的钢套筒153，所述钢套筒153的截面与所述大截面圆柱151一致，且所述钢套筒153内部设有螺纹，所述小截面圆柱152外部设有螺纹，通过螺纹连接将所述小截面圆柱152套设于钢套筒153内，所述钢套筒153的高度可根据情况自行设置，根据在大截面圆柱151与所述上加载板16之间增加钢套筒153来加长所述承压柱15的长度，在压实岩土材料10时，根据岩土材料10高度变化适当加不同规格的钢套筒153或不加钢套筒153来调节上加载板16和下加载板14的整体高度，从而达到更好地压实岩土材料10的目的。

其中，所述钢筒13的结构具体为：

所述钢筒13由两个半圆形钢片132拼接组成，所述两个半圆形钢片132相接处设置有一防水胶垫133，且所述钢筒13上下两端分别通过法兰盘134锁紧，所述钢筒13下端的法兰盘134与所述钢底板12之间设置有一密封防水胶垫135。

进一步地，每一所述滑轮导槽111的一端还设有斜坡112，每一所述斜坡112的外部连接有一传送带113，所述钢筒13在运输过程中，通过所述传送带113运输至所述斜坡112，再由所述斜坡112将所述钢底板12下部的滑轮121放置于所述地锚11的滑轮导槽111内。

进一步地，所述钢板20与所述上加载板16的中间分别设置有一水准泡162，所述水准泡162是用于校准水平位置。

进一步地，所述立柱22和承压柱15为实心钢柱，增大了强度。

进一步地，所述钢底板12为经过精加工的高强度矩形钢板；所述承压板18、上加载板16、下加载板14和承压柱15为经过精加工的高强度圆形钢柱。

具体地，所述钢筒13与钢底板12之间、所述钢板20与反力梁21之间、所述立柱22与反力梁21之间、所述立柱22与地锚11之间的连接方式为：

所述立柱22的表面设置有螺纹，所述钢底板12、反力梁21和地锚11的对应位置上设置有螺栓孔101；所述钢筒13通过六角螺栓131锁附在所述钢底板12的螺栓孔101内，所述钢板20通过外六角螺栓201锁附在所述反力梁21中部的螺栓孔101内，两所述立柱22的上端通过上下螺栓211锁附在所述反力梁21两端的螺栓孔101内，所述立柱22的下端通过地脚螺栓221锁付在所述地锚11的螺栓孔101内。

实施例2：

如图2所示，本实用新型的一种粗粒土路基填料试样成型压实装置的实施例2是在实施例1的基础上拆卸钢套筒153，所述大截面圆柱151是直接设于所述上加载板16与所述下加载板14之间。如图5a和图5b所示，二者的区别在于钢套筒153和钢套筒154的长度规格不同。在加载过程中，随着压实成型的土样层数增加，将较长的所述钢套筒153拆卸更换成较短的所述钢套筒154，最后拆卸所述钢套筒154，再将所述上加载板16与所述下加载板14通过所述承压柱15连接。

所述钢套筒153与所述钢筒154内部设有螺纹，通过所述小截面圆柱152的螺纹套接在所述承压柱15上。

该实施例采用静力方式对路基粗粒土实验试样进行压实，能很好地模拟路基粗粒土填料填筑的过程，使实验结果更接近工程实际，且方便试样运输，使用方便。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。