一种适用于直剪试验中在直剪盒内制样的装置的制作方法

本实用新型涉及土工原位试验仪器技术领域，具体涉及一种适用于直剪试验中在直剪盒内制样的装置。

背景技术：

直剪试验是一种重要的室内土工试验，可以通过直剪试验测定不同物性条件下的土样的抗剪强度及其参数，但直剪试验的数据离散型大，即使对于同一种物性条件下的土样也不能保证每次的测试的结果相同，只能精确到一定的范围，这与试验操作过程有关，特别是对于需要制作成环刀样的粉土、黏土等细粒土，即使能够保证在制样的过程中每次制作的土样完全相同，但由于在把土样从环刀内部推出进入直剪盒的过程中，不可避免的造成土样的扰动，甚至于土样在推进的过程中粉碎，破坏了土样原有的密实度，这种情况在土样的密实度较小时经常发生；当土样的密实度较大，很难直接将土样从环刀内部推出，在试验过程经常使用具有一定重量的木槌将土样敲入直剪盒内，这种方法对土样的扰动较大，对于结构性较强的土样不可取，而且敲击的力度和土样入盒后应该达到怎样的标准都由人为控制，控制的难度大，必然造成同一种物性的土样测试的结果偏差较大。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种适用于直剪试验中在直剪盒内制样的装置，该装置结构简单，操作方便，使用该装置可以跳过将环刀土推入直剪盒内的装样过程，从试验操作上提高了测试结果的精确度。

实现本实用新型上述目的所采取的技术方案为：

一种适用于直剪试验中在直剪盒内制样的装置，包括顶板、底板、托盘、千斤顶和两根以上的立柱，两根以上的立柱的下端均匀固定于底板上，上端与顶板活动连接，顶板平行于底板，千斤顶的底座安装于底板中央，千斤顶的顶杆与托盘底部中央活动连接，托盘位于两根以上的立柱围成的空间内，托盘平行于底板，顶板底面中央设有压头，压头的尺寸与上直剪盒的尺寸相匹配，顶板、底板、托盘和压头的轴线在同一条直线上。

托盘中央设有用于放置下直剪盒的凹槽A，凹槽周围设有两根以上的均匀分布的限位承压杆。

所述的限位承压杆有四根，凹槽A呈方形，四根限位承压杆分别位于凹槽A四个角的外围。

所述的立柱为圆形杆，立柱的上部设有外螺纹，立柱的上端与顶板通过螺纹连接，且通过锁紧螺母进行固定，立柱有3根。

托盘底部设有与千斤顶的顶杆相匹配的接头，千斤顶的顶杆通过接头与托盘连接。

所述的压头为二阶梯状的圆柱体，压头与顶板连接的一端的直径大于压头悬空端的直径。

底板中央设有用于放置千斤顶底座的凹槽B。

所述的顶板、底板、托盘均呈圆盘状。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有效效果在于：

1)使用该装置可以直接在直剪盒内制作土样，省略掉将土样由环刀内推入直剪盒内的装样过程，不仅操作方便，而且减小了由于试验操作过程中对土样的扰动所引起的试验数据波动，提高试验数据的精确度和可靠性。

2)该装置结构简单，所用的材料均为钢制板材，制作成本低且安装和拆卸容易。

附图说明

图1为本实用新型的适用于直剪试验中在直剪盒内制样的装置与直剪盒的装配图。

图2为顶板的结构示意图。

图3为底板的结构示意图。

图4为托盘的结构示意图。

其中，1-顶板、2-压头、3-螺纹孔A、4-立柱、5-底板、6-凹槽B、7-螺纹孔B、8-托盘，9-限位承压杆、10-凹槽A，11-接头，12-千斤顶，13-直剪盒。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供的适用于直剪试验中在直剪盒内制样的装置的结构如图1所示，包括顶板1、底板5、托盘8、千斤顶12和3根立柱4，顶板1、底板5、立柱4、托盘8的材质均为钢材。

本实施例中，千斤顶12采用QYL20型千斤顶，千斤顶的底座的横截面接近为120*135mm的矩形。千斤顶12最小高度为235mm，可调高度大于等于60mm，起升高度大于等于145mm，额定起重重量为20T。

本实施例中，直剪盒13由上直剪盒、下直剪盒两部分组成，下直剪盒高45mm，长110mm，宽110mm，上直剪盒高30mm，长83mm，宽83mm。

如图2所示，顶板1呈圆盘状，顶板底面中央设有压头2，压头2为二阶梯状的圆柱体，压头2与顶板3连接的一端的直径大于压头悬空端的直径，顶板1上沿圆周方向均匀设有3个螺纹孔A3，3个螺纹孔A3的中心所在的圆以顶板1的中心为圆心。本实施例中，顶板的直径为400mm，厚度为20mm；螺纹孔A的直径为10mm，3个螺纹孔A的中心所在的圆的直径为360mm；压头直径大的圆柱体部分直径为71.8mm，高50mm，压头直径小的圆柱体部分直径为61.8mm，高20mm。

如图3所示，底板5呈圆盘状，底板5中央设有用于放置千斤顶底座的凹槽B6，底板上沿圆周方向均匀设有3个螺纹孔B7，3个螺纹孔B7的中心所在的圆以底板5板的中心为圆心。本实施例中，底板直径为400mm，厚20mm；螺纹孔B的直径为10mm，3个螺纹孔B的中心所在的圆的直径为360mm；凹槽B为方形凹槽，长度和宽度均为140mm，深度为5mm。

如图4所示，托盘8呈圆盘状，托盘中央设有用于放置下直剪盒的方形凹槽A10，凹槽A10四个角的外围分别设有均匀分布的四根限位承压杆9，限位承压杆顶端距顶板底面的距离与压头的工作距离相同，托盘8底面中央设有与千斤顶的顶杆相匹配的接头11。本实施例中，托盘直径220mm，厚20mm，凹槽A的长度和宽度均为110mm，深度为5mm；限位承压杆为圆形杆，直径为10mm，长度为120mm；四根限位承压杆轴线所在的圆柱体的直径为190mm；接头呈圆环状，内径43mm，外径53mm，高度为10mm。

本实施例中，立柱4主体为圆形杆，立柱主体直径为20mm，长度为550mm，立柱主体的上端连接有长度为15mm、直径为10mm的外螺纹杆，上端连接有直径为10mm、长度为70mm的外螺纹杆。

各立柱4的下端固定在螺纹孔B7中，上端固定在螺纹孔A3中，并通过六角螺母进一步固定，立柱安装好后，保证顶板1平行于底板5。千斤顶12的底座置于凹槽B6中，千斤顶12的顶杆通过接头11与托盘8连接，托盘8平行于底板5。顶板1、底板5、托盘8和压头2的轴线在同一条直线上，保证压头下压的力均匀压在土样上。

本实用新型提供的适用于直剪试验中在直剪盒内制样的装置使用方法如下：

使用前先用销钉将上下直剪盒固定，依次向直剪盒内放入透水石、滤纸(或玻璃纸)，将事先称量好的一定质量的土样放入直剪盒内，完成后将盛有土样的直剪盒放置在托盘的凹槽A上；然后启动千斤顶，千斤顶将托盘顶起的同时通过压头提供的反力将土样压入到直剪盒内的相应位置，当托盘上的限位承压板与顶板的底面相接触时，停止使用千斤顶加压，卸掉千斤顶的油压使托盘的高度下降，依次取出托盘和其上的直剪盒，至此在土样制样操作完成。值得注意的是若土样湿度较大，为防止因土样粘结压头所造成土样损失，可在土样上部覆盖滤纸后再进行加压操作。