一种空心圆柱重塑土样制备器的制作方法

本发明涉及一种用于解决空心圆柱重塑土样制备的设备，具体是一种空心圆柱重塑土样制备器。

背景技术：

空心圆柱（HCA）试验是一种室内高级土工试验，用于试验模拟土体在内外水平荷载、垂直荷载以及扭剪荷载作用下的静动力学响应特性；其空心圆柱试样的制备方法一般为将实心圆柱沿中轴线从内部切削空，如专利号为CN204241289U，专利名称为一种软黏土空心圆柱试样内芯钻削器的专利公开的技术方案；又或者通过直接加压的方式如真空预压法，如专利号为CN103900872A，专利名为重塑软黏土空心圆柱试样的真空预压制备装置及方法的专利公开的技术方案；又或者常规固结法等形成空心圆柱样；传统土工试验圆柱体状试样一般采用三瓣膜击实器制备，但通过类似原理方法击实制备空心圆柱土样，则要困难得多；基于上述原因，需要设计和研发一款用于制备空心圆柱土样的设备以满足使用需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于空心圆柱重塑土样制备器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空心圆柱重塑土样制备器，包括固定底板、击实器底座、外三瓣膜、击实锤基座、击实锤、内三瓣膜、实心导向立柱和导杆；所述固定底板上通过螺丝安装有击实器底座，击实器底座上安装有实心导向立柱；所述实心导向立柱外侧贴设有三块内三瓣膜，三块内三瓣膜通过凹槽互相咬合成环，形成内圈；所述击实器底座上安装有三块外三瓣膜，三块外三瓣膜通过凹槽互相咬合成环，形成外圈；所述外圈和内圈形成的空心圆柱空间为土样存储仓；所述土样存储仓上设置击实锤基座，击实锤的锤体伸入击实锤基座，击实锤锤体上部安装有导杆。

作为本发明进一步的方案：所述实心导向立柱通过固定螺栓固定在击实器底座上，实心导向立柱的轴线与水平面垂直。

作为本发明再进一步的方案：所述外三瓣膜形成的外圈外安装有外三瓣膜扣环。

作为本发明再进一步的方案：所述外三瓣膜及外三瓣膜扣环的平均厚度为5mm，上、下侧厚度为4mm，中间厚度为6mm，内径为100mm，通过凹槽互相咬合。

作为本发明再进一步的方案：所述内三瓣膜的厚度为5mm，外径为60mm，通过凹槽互相咬合。

作为本发明再进一步的方案：所述击实锤的杆高为700mm，底板厚度为25mm，底板内径为60mm，底板外径为88mm。

作为本发明再进一步的方案：所述击实锤和击实锤基座的全高度为230mm，上部外径为80mm，击实锤基座高度为13mm，击实锤基座内径为60mm，击实锤基座外径为100mm。

作为本发明再进一步的方案：所述击实器底座正面的外径125mm，内径60mm，反面外径98mm，孔径为10mm。

作为本发明再进一步的方案：所述实心导向立柱的一端设置提钩，另一端设置固定端头，端部外径为36mm，孔径为10mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明参照常规圆柱土样击实法，通过设计内外三瓣膜形成套筒及附件，以及配套的击实装置，可以实现通过击实法形成空心圆柱样，并提供了试验前空心圆柱重塑样的饱和措施说明；采用击实法制备空心圆柱土样，便于土样成型和卸料，拆装方便原理简单，操作可行性强，具有极大的应用前景。

附图说明

图1为本发明的正视图。

图2为本发明的剖视图。

图3为本发明中内三瓣膜、外三瓣膜的单瓣正视图。

图4为本发明中内三瓣膜、外三瓣膜的单瓣侧视图。

图5为本发明中内三瓣膜、外三瓣膜的单瓣俯视图。

图6为本发明中实心导向立柱的结构示意图。

图7为本发明中击实锤基座的正视图。

图8为本发明中击实锤基座的侧视图。

图9为本发明中击实锤基座的俯视图。

图10为本发明中击实锤的正视图。

其中，1-固定底板；2-击实器底座；3-外三瓣膜扣环；4-外三瓣膜；5-击实锤基座；6-击实锤；7-内三瓣膜；8-实心导向立柱；9-固定螺栓；10-导杆；11-提钩；12-固定端头。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-10，一种空心圆柱重塑土样制备器，包括固定底板1、击实器底座2、外三瓣膜4、击实锤基座5、击实锤6、内三瓣膜7、实心导向立柱8和导杆10；所述固定底板1上通过螺丝安装有击实器底座2，击实器底座2上通过固定螺栓9安装有实心导向立柱8，实心导向立柱9的轴线与水平面垂直；所述实心导向立柱8外侧贴设有三块内三瓣膜7，三块内三瓣膜7通过凹槽互相咬合成环，形成内圈；所述击实器底座2上安装有三块外三瓣膜4，三块外三瓣膜4通过凹槽互相咬合成环，形成外圈；所述外圈和内圈形成的空心圆柱空间为土样存储仓；所述土样存储仓上设置击实锤基座5，击实锤6的锤体伸入击实锤基座5，击实锤6锤体上部安装有导杆10。

所述外三瓣膜4形成的外圈外安装有外三瓣膜扣环3；所述外三瓣膜4及外三瓣膜扣环3的平均厚度为5mm，上、下侧厚度为4mm，中间厚度为6mm，内径为100mm，通过凹槽互相咬合；所述内三瓣膜7的厚度为5mm，外径为60mm，通过凹槽互相咬合；所述击实锤6的杆高为700mm，底板厚度为25mm，底板内径为60mm，底板外径为88mm；所述击实锤6和击实锤基座5的全高度为230mm，上部外径为80mm，击实锤基座5高度为13mm，击实锤基座5内径为60mm，击实锤基座5外径为100mm；所述击实器底座2正面的外径125mm，内径60mm，反面外径98mm，孔径为10mm；所述实心导向立柱8的一端设置提钩11，另一端设置固定端头12，端部外径为36mm，孔径为10mm。

本发明的安装步骤及实验方法如下：

1）在固定底板1上安装击实器底座2；

2）在击实器底座2上安装实心导向立柱8，拧紧固定螺栓9将实心导向立柱8固定，保持实心导向立柱8轴线与水平面垂直；

3）在实心导向立柱8外侧贴上内三瓣膜7，共三块，通过凹槽相互咬合成环，形成内圈；

4）在击实器底座2上安装外三瓣膜4，共三块，通过凹槽相互咬合形成外圈，并扣上外三瓣膜扣环3；

5）在内外三瓣膜形成的空心圆柱空间均匀加入分层土，层厚约20-30mm，放置击实锤基座5，沿导杆10提升击实锤6，依靠重力击实该分层土，重复20-30次；

6）重复步骤5）的操作6-7次，完成200mm高的空心圆柱土样的击实制备；、

7）依次拆开各个部件，以取出完整空心圆柱土样：具体做法为先松固定螺栓9，将击实器底座2卸掉，接着拆外圈三瓣膜4及外三瓣膜扣环3，再用提钩11提升出内圈内的实心导向立柱8，最后拆内三瓣膜7，从而得到完整土样；

8）遵循空心圆柱试验仪装样要求，将击实的空心圆柱土样用内外橡皮膜密封，贴上透水石，置于装样装置中，设置一定压力差，反压饱和24小时，即可进行试验。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。