本实用新型涉及一种固化土取样装置，尤其是涉及一种固化土锯齿形环刀取样装置。
背景技术：
随着复合水泥和固化剂的研究，固化土的变形成为了研究固化土力学性能的一个重要指标。研究土体变形的室内试验主要是固结实验，传统的软土固结实验主要是将环刀刃口向下垂直压入土中，直至环刀筒中充满样品为止。固化土是由水泥复合固化剂和软土搅拌组成，固化土固结实验通常先用容器制作固化土，用环刀压入养护好的固化土制取试样，固化土的环刀取样精度是影响固化土固结实验结果的重要因素之一。目前，影响固化土环刀取样精度的因素包括：1、固化土强度，对于强度较大的固化土试样，采用传统环刀取样方法无法按压下去；2、固化土脆性强，采用传统环刀按压取样时，容易导致试样破碎；3、传统环刀按压取样对环刀边界的固化土体产生较大的向下摩擦力，降低了土体压缩性；4、采用传统环刀制样时，固化土会产生较大的横向收缩，严重影响压缩试验结果。因此，传统的环刀按压取样复杂且易产生较大试验误差，亟需一种既能保证固化土环刀取样完整又能减小试验误差的装置及操作方法。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既能保证固化土环刀取样完整又能减小试验误差的高强度的固化土锯齿形环刀取样装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种固化土锯齿形环刀取样装置，从上到下依次包括手动齿轮箱、中枢转动轴、锯齿形环刀和凹槽基座，
所述的手动齿轮箱内设置有侧向螺旋伞主动齿轮、竖向螺旋伞从动齿轮和Z形旋转手柄，所述的侧向螺旋伞主动齿轮与所述的竖向螺旋伞从动齿轮啮合连接且轴线相交，所述的侧向螺旋伞主动齿轮与所述的Z形旋转手柄固定连接，所述的Z形旋转手柄的上端横梁穿出所述的手动齿轮箱的侧部钢板，所述的竖向螺旋伞从动齿轮与所述的中枢转动轴固定连接并带动所述的中枢转动轴做旋转运动，所述的中枢转动轴穿出所述的手动齿轮箱的底部钢板；
所述的中枢转动轴的中上部设置有环形卡槽，所述的手动齿轮箱的底部钢板卡嵌在所述的环形卡槽中，所述的中枢转动轴的底部与所述的锯齿形环刀的顶部通过螺纹连接，所述的锯齿形环刀内水平设置有用于挤压所述的锯齿形环刀内固化土试样的环刀试样圆形挤压片，所述的环刀试样圆形挤压片的边沿水平向外延伸有两个相对称的滑柄，所述的锯齿形环刀的侧壁纵向设置有两个相对称的滑槽，所述的滑柄穿出所述的滑槽且沿所述的滑槽上下滑动；
所述的凹槽基座的凹槽内设置有固化土制样容器，所述的凹槽基座的侧壁设置有用于调节所述的固化土制样容器大小的T形螺纹旋转手柄；
所述的手动齿轮箱与所述的凹槽基座之间还均布有若干个用于调节所述的手动齿轮箱与所述的凹槽基座之间间距的高度调节装置。
所述的滑槽的上端呈倒钩形。环刀试样圆形挤压片在未使用状态下，可将其固定在滑槽上端的钩子端处，避免对锯齿形环刀按压取样时产生影响。
所述的固化土制样容器由一底部钢板、三个侧部固定钢板和一个侧部活动钢板围成矩形，所述的底部钢板分别与所述的侧部固定钢板固定连接，两个相对的所述的侧部固定钢板的内壁对称设置有横向矩形卡槽，所述的侧部活动钢板的两端设置有与所述的横向矩形卡槽滑动配合使用的锲块，所述的T形螺纹旋转手柄的一端穿过所述的凹槽基座的侧壁螺纹孔且与所述的侧部活动钢板固定连接。
所述的高度调节装置为四组且对称分布在所述的手动齿轮箱的底部四个角。
所述的高度调节装置从上到下包括固定螺纹杆、六棱柱螺母和螺旋升降杆，所述的固定螺纹杆的顶部与所述的手动齿轮箱的底部钢板固定连接，所述的固定螺纹杆的下端外螺纹与所述的六棱柱螺母的上端内螺纹连接，所述的六棱柱螺母下端与所述的螺旋升降杆顶部固定连接，所述的螺旋升降杆的底部活动卡嵌在所述的凹槽基座的定位孔中。可以通过扳手转动六棱柱螺母，使螺旋升降杆升降，调节凹槽基座和手动齿轮箱体之间的高度，从而调节锯齿形环刀与固化土试样之间的相对距离。
所述的螺旋升降杆的底部套设有定位套环，所述的定位套环通过螺丝固定在所述的凹槽基座上。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型首次公开了一种固化土锯齿形环刀取样装置，通过调节Z形旋转手柄使侧向螺旋伞主动齿轮带动竖向螺旋伞从动齿轮转动，进而带动中枢转动轴承转动和锯齿形环刀转动，切割固化土。在制样过程中，通过调节螺旋升降杆，可控制锯齿形环刀与固化土试样之间的相对高度，一般来说，环刀取样前，应当调节螺旋升降杆使锯齿形环刀与固化土试样刚好接触；并通过旋转Z形旋转手柄控制锯齿形环刀的转动速度，在锯齿形环刀转动的过程中，不断调节固定螺纹杆和螺旋升降杆之间距离确保锯齿形环刀与固化土试样紧密接触，直到试样剪切完毕。最后通过调节通过螺旋升降杆，可控制锯齿形环刀上升，从中枢转动轴承取下锯齿形环刀，调节环刀试样圆形挤压滑片，取出试样。该装置具有既能保证固化土环刀取样完整又能减小试验误差的优势。
附图说明
图1为本实用新型固化土锯齿形环刀取样装置的外部结构示意图；
图2为本实用新型固化土锯齿形环刀取样装置的内部结构示意图；
图3为本实用新型中枢转动轴的结构示意图；
图4为本实用新型环刀试样圆形挤压片的结构示意图；
图5为本实用新型固化土制样容器的结构示意图；
图6为本实用新型凹槽基座的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一、具体实施例
一种固化土锯齿形环刀取样装置，如图1、图2、图3和图4所示，从上到下依次包括手动齿轮箱1、中枢转动轴2、锯齿形环刀3和凹槽基座4，
手动齿轮箱1内设置有侧向螺旋伞主动齿轮5、竖向螺旋伞从动齿轮6和Z形旋转手柄7，侧向螺旋伞主动齿轮5与竖向螺旋伞从动齿轮6啮合连接且轴线相交，侧向螺旋伞主动齿轮5与Z形旋转手柄7固定连接，Z形旋转手柄7的上端横梁穿出手动齿轮箱1的侧部钢板，竖向螺旋伞从动齿轮6与中枢转动轴2固定连接并带动中枢转动轴2做旋转运动，中枢转动轴2穿出手动齿轮箱1的底部钢板；
中枢转动轴2的中上部设置有环形卡槽8，手动齿轮箱1的底部钢板卡嵌在环形卡槽8中，中枢转动轴2的底部与锯齿形环刀3的顶部通过螺纹连接， 锯齿形环刀3内水平设置有用于挤压锯齿形环刀3内固化土试样的环刀试样圆形挤压片9，环刀试样圆形挤压片9的边沿水平向外延伸有两个相对称的滑柄17，锯齿形环刀3的侧壁纵向设置有两个相对称的滑槽18，滑柄17穿出滑槽18且沿滑槽18上下滑动；
凹槽基座4的凹槽内设置有固化土制样容器10，凹槽基座4的侧壁设置有用于调节固化土制样容器10大小的T形螺纹旋转手柄11；
手动齿轮箱1与凹槽基座4之间还均布有若干个用于调节手动齿轮箱1与凹槽基座4之间间距的高度调节装置。
在此具体实施例中，如图1和图2所示，滑槽18的上端呈倒钩形。
在此具体实施例中，如图5和图6所示，固化土制样容器10由一底部钢板10-1、三个侧部固定钢板10-2和一个侧部活动钢板10-3围成矩形，底部钢板10-1分别与侧部固定钢板10-2固定连接，两个相对的侧部固定钢板10-2的内壁对称设置有横向矩形卡槽10-4，侧部活动钢板10-3的两端设置有与横向矩形卡槽10-4滑动配合使用的锲块10-5， T形螺纹旋转手柄11的一端穿过凹槽基座4的侧壁螺纹孔且与侧部活动钢板10-3固定连接。
在此具体实施例中，如图1和图2所示，高度调节装置为四组且对称分布在手动齿轮箱1的底部四个角。高度调节装置从上到下包括固定螺纹杆12、六棱柱螺母13和螺旋升降杆14，固定螺纹杆12的顶部与手动齿轮箱1的底部钢板固定连接，固定螺纹杆12的下端外螺纹与六棱柱螺母13的上端内螺纹连接，六棱柱螺母13下端与螺旋升降杆14顶部固定连接，螺旋升降杆14的底部活动卡嵌在凹槽基座4的定位孔中。螺旋升降杆14的底部套设有定位套环15，定位套环15通过螺丝16固定在凹槽基座4上。
二、应用实施例
将上述具体实施例中的固化土锯齿形环刀取样装置应用于镁质水泥固化土压缩试验，得到如下表1所示的不同龄期的孔隙比变化和表2所示的不同龄期的压缩系数，
表1 不同龄期的孔隙比变化
表2 不同龄期的压缩系数
由上述表1和表2可知，采用上述具体实施例中取样装置取样，进行压缩实验，得到了固化土孔隙比、压缩系数的变化，从宏观上分析了固化土强度增大的原因。由于镁质水泥固化土硬度高且强度大，传统的环刀按压不下去无法取样，无法进行压缩实验，而本发明取样装置解决了硬度较大的固化土取样，从而进行压缩实验，得到压缩实验数据，且既能保证固化土环刀取样完整又能减小了试验误差。
上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。