本发明属于涉及岩土实验装置领域，涉及土体实验分层制样，特别涉及一种土壤液压制样装置。
背景技术：
目前，绝大多数土壤参数的求取都要通过土工实验获得，因此实验研究的精确性越来越受到学术界的重视，尤其是重塑土样的制备。传统重塑土样的制备一般是采用分层击实法。在手动锤击过程中，由于人为因素，通常会因受力不均匀而出现密度不均匀或土样表面高低不同等现象，同时在锤击过程中容易产生分层厚度不够精确、土壤外溅的情况，且制备过程中需要他人协助，操作不方便。
技术实现要素：
为了克服以上的缺陷和不足之处，本发明公开了一种土壤液压制样装置，该装置能够提高分层制样的精度，减少土样的浪费，节约了人力。
本发明采取的技术方案为：
一种土壤液压制样装置，包括金属框架、千斤顶、制样台、油泵控制箱。所述金属框架顶部设置千斤顶，所述千斤顶底部连接压土盘，所述金属框架内侧壁设置挂物台。所述金属框架设置有滑槽，滑槽装配制样台，制样台能够上下滑动，所述制样台上放置制样筒。所述千斤顶与油泵控制箱之间通过集合线路连接，所述制样台下部通过绳索与滑轮连接，所述滑轮固定在底座横梁上。
所述油泵控制箱上设置位移控制显示屏，所述位移控制显示屏用于设置位移量、显示实时位移。
所述千斤顶底部设置实心金属柱，所述实心金属柱底部通过上部螺栓与压土盘连接。
所述千斤顶底部周侧设置非接触式位移传感器，所述非接触式位移传感器采集到的位移信号通过集合线路中的信号线传至单片机经过处理，最终显示在位移控制显示屏上。
所述金属框架竖向内侧壁设置挂物台，在挂物台上挂置不同尺寸的金属刷。
所述金属框架的两竖向侧壁内侧各设置两处竖向的半圆形滑槽，所述制样台的半圆柱端能够在半圆形滑槽中上、下移动。
所述半圆柱端的上下两侧均与弹簧相连，半圆柱端设置有螺栓孔。
所述滑轮外侧设置滑轮转动手柄，通过转动滑轮转动手柄实现制样台的升降。
所述与半圆形滑槽位置相对应的金属框架外侧壁设置竖向的螺栓插槽，所述螺栓插槽与半圆形滑槽联通。
所述金属框架一竖侧内侧设置内置t型滑槽，t型滑块能够在内置t型滑槽中上下滑动，所述t型滑块连接游标柱，所述游标柱能够自由伸缩。
所述内置t型滑槽旁侧设置与其同高的刻度线。
所述制样台上设置中心十字星标、圆形刻度线。
所述制样筒上贴有磁性刻度贴。
本发明一种土壤液压制样装置，有如下有益效果：
1、本发明属于新型产品，结构简单，制作成本较低，所需材料在市场上容易购买，组装简单，实验操作也比较方便；
2、本发明压土盘与制样筒的尺寸可更换，不仅可以完成三轴实验土样的分层制备，还可以完成多种尺寸土样的分层制备，对土样制备的进程具有促进作用；
3、通过滑轮、绳索与弹簧实现制样台的升降，将螺栓插入螺栓插槽与螺栓孔固定制样台，既省时又省力；
4、本发明设置有非接触式位移传感器、刻度线与位移控制显示屏，使土样分层厚度更加精确，密度更均匀。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的压土盘结构示意图。
图3为本发明的游标柱及金属框架竖侧内壁结构示意图。
图4为本发明的千斤顶与非接触式位移传感器结构示意图。
图5为本发明的制样台结构示意图。
图6为本发明的螺栓插槽与螺栓的结构示意图。
图中：1—金属框架；2—底座；3—制样台；4—千斤顶；5—绳索；6—油泵控制箱；7—滑轮；8—滑轮转动手柄；9—底座横梁；10—制样筒；11—金属刷；12—挂物台；13—半圆形滑槽；14—螺栓；15—非接触式位移传感器；16—弹簧；17—集合线路；18—压土盘；19—档位旋钮；20—位移控制显示屏；21—压力表；22—加压杆；23—t型滑块；24—内置t型滑槽；25—游标柱；26—刻度线；27—螺栓插槽；101—磁性刻度贴；301—中心十字星标；302—半圆柱端；303—螺栓孔；401—伸缩颈；402—实心金属柱；1801—上端螺栓；1802—下端压土盘；304—圆形刻度线。
具体实施方式
如图1-图6所示，一种土壤液压制样装置，它包括金属框架1、千斤顶4、制样台3与油泵控制箱6，所述金属框架1顶部设置千斤顶4，所述千斤顶4与油泵控制箱6之间通过集合线路17连接，所述制样台3下部通过四条绳索5与滑轮7连接，所述滑轮7固定在底座横梁9上。该装置能够提高分层制样的精度，减少土样的浪费。
所述油泵控制箱6上设置位移控制显示屏20，所述位移控制显示屏20上既可设置位移，又可显示实时位移，通过控制位移可实现土样制备过程中的精确分层；
所述千斤顶4底部设置实心金属柱402，所述实心金属柱402底部通过上部螺栓1801与压土盘18连接，通过压土盘18压紧土样，实现土样密度均匀的效果；
所述压土盘18可根据预制备土样的直径尺寸选择相应尺寸，压土盘18尺寸可更换，装置利用率更高；
所述千斤顶4底部周侧设置非接触式位移传感器15，所述非接触式位移传感器15采集到的位移信号通过集合线路17中的信号线传至单片机上，经过处理，最终显示在位移控制显示屏20上，通过设置非接触式位移传感器15，使土样制备过程更精确，高效；
所述金属框架1竖向内侧壁设置挂物台12，在挂物台12上挂置不同尺寸的金属刷11，通过选择合适尺寸金属刷11将压过后的土样表面刮毛，使上下各层土壤紧密压实，防止土壤分层；
所述金属框架1两竖向侧壁内侧各设置两处竖向半圆形滑槽13，所述制样台3的半圆柱端302可在半圆形滑槽13中上下移动，结合滑轮7、弹簧16与绳索5，实现制样台3上下自由移动；
所述半圆柱端302的上下两侧均与弹簧16相连，半圆柱端302设置有螺栓孔303，结合滑轮7与绳索5，实现制样台3上下自由移动，并在指定位置固定制样台3；
所述滑轮7外侧设置滑轮转动手柄8，通过转动滑轮转动手柄8实现制样台3的升降，既省时，又省力；
所述与半圆形滑槽13位置相对应的金属框架1外侧壁设置竖向螺栓插槽27，所述螺栓插槽27与半圆形滑槽13联通，简单实现制样台3的稳定与固定；
所述金属框架1一竖侧内侧设置内置t型滑槽24，t型滑块23可在内置t型滑槽24中上下滑动，所述t型滑块23连接游标柱25，所述游标柱25可自由伸缩，结合刻度线26，能够精确计算制样台位于不同高度时压土盘18所需下降位移，从而实现精确分层制样；
所述内置t型滑槽24旁侧设置与其同高的刻度线26，能够精确计算制样台位于不同高度时压土盘所需下降位移，从而实现精确分层制样；
所述制样台3上设置中心十字星标301、圆形刻度线304，使不同尺寸、外形的制样筒10能够始终处于制样台3的中心位置，防止偏心；
所述制样台3上放置制样筒10，制样筒10上贴有磁性刻度贴101，通过磁性刻度贴101使位移计算更精确，实现精确分层，精准制样。
采用上述实验装置进行土壤液压制样的方法：
说明：为叙述方便，本例取三轴固结实验制样，预制土样高h1为80mm，直径d为39.1mm，分四层制备。
采用任意一项土壤液压制样装置的土样制备方法，它包括以下步骤：
step1：放置制样筒10，安装直径为39.1mm的压土盘18，转动滑轮转动手柄8将制样台3停置于适当位置，将螺栓14插入螺栓插槽27，拧入螺栓孔303，将制样台3固定；
step2：通过上下移动游标柱25，进行精确测距，记实心金属柱402高度为h2，下端压土盘1802高度为h3，千斤顶4底部平面至金属框架1顶部横梁内壁平面的最短距离即千斤顶4高度下限为h4，制样筒10底部平面至金属框架1顶部横梁内壁平面的距离为h5，此时位移控制显示屏20的位移读书为h4；
step3：计算制备第i层土样时，压土盘18所需下降位移：si=h5-(h2+h3+h4)-i/4h1；
step4：将第一层土样倒入制样筒10，用拌土刀大致将土样表面调平，在位移控制显示屏20上输入预设位移h4+s1（压实第i层土样时，预设位移为h4+si）
step5：将油泵控制箱6上的档位旋钮19转动至加压位置，摇动加压杆22，使千斤顶4的伸缩颈401伸长推动压土盘18压入制样筒10，当位移控制显示屏20上的读数接近h4+s1时，放缓加压速度，当位移读数为预设位移时，停止加压。因土样存在一定的自由膨胀率，需酌情静置一段时间；
step6：将档位旋钮19转动至减压位置，摇动加压杆22，使压土盘18归于原高度，取用适当尺寸金属刷11，将土样表面刮毛，加入第二层土样，重复步骤3-6，直至土样制备完毕。制备最后一层土样时，需在制样筒10外加一截套筒，避免土样浪费。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。