一种制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的制作方法

本发明涉及岩土工程、地质工程的室内土工试验技术领域，具体为一种制备室内三轴试验原状黏性土试样装置。

背景技术：

依据土工试验方法标准(gb/t50123-1999)及《土工试验规程》(ys/t5225-2016)，采用切削的方式制备室内三轴试验原状黏性土样。具体方法如下：1)对于较软的土样，先用钢丝锯或切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土盘上下圆盘之间，用钢丝锯或切土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直至土样被削成规定的直径为止。试样切削时应避免扰动，当试样表面遇有砾石或凹坑时，允许用削下的余土填补。2)对较硬的土样，先用切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土架上，用切土器切削土样，边削边压切土器，直至切削到超出试样高度约2cm为止。3)取出试样，按规定的高度将两端削平，称量。并取余土测定试样的含水率。4)对于直径大的土样，可用分样器切成3个土柱，按上述方法切取试样。这种制样方法，存在一系列“扰动”。并且切削过程中一旦土样破碎，则必须重新制样。不仅费时费力，而且很麻烦。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种制备室内三轴试验原状黏性土试样装置，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种制备室内三轴试验原状黏性土试样装置，包括护样板支架、用于支撑土样的护样盘、竖向设置的若干护样板、轴向调节机构、光杠导轨、与光杠导轨相适配的光杠滚珠导轨副以及切削机构，所述护样盘枢接在护样板支架上，若干所述护样板绕护样盘中心等角度分布，所述轴向调节机构设置在护样板支架上且能够带动护样板朝护样盘的径向方向移动，所述光杠导轨竖向设置在护样板上，所述切削机构设置在光杠滚珠导轨副上且与土样的位置相对。

优选的，所述护样板支架和护样盘的数量均为两个，两个护样盘上下对应，上下两个护样板支架上均设置有轴向调节机构。

优选的，所述轴向调节机构包括径向开设在护样板支架上的若干连接槽口、设置在护样板底部和顶部的连接槽牙、设置在护样板支架上的凸起销孔以及护样板连接螺栓，所述连接槽牙延伸至连接槽口的另一侧，所述护样板连接螺栓穿过连接槽牙且与凸起销孔螺纹连接。

优选的，所述护样板的数量为六个。

优选的，所述光杠导轨通过沉头螺钉安装在护样板一侧，所述光杠滚珠导轨副分为两块，中间以沉头螺钉可拆卸式的连接在光杠导轨上。

优选的，两个所述护样盘相对应的一面均设置有针齿。

(三)有益效果

本发明提供了一种制备室内三轴试验原状黏性土试样装置。具备以下有益效果：

1、该制备室内三轴试验原状黏性土试样装置，操作简单、使用方便，易于安装，克服现有室内三轴试验制取原状黏性土试样技术中存在的“扰动”、“凭手感经验”等不足，最大程度的保证所制取的室内三轴试验黏性土试样的原始状态。

附图说明

图1为本发明的正面剖视图；

图2为本发明的侧面剖视图；

图3为本发明的切削机构俯视图；

图4为本发明的切削机构正面剖视图；

图5为本发明的整体俯视图；

图6为本发明的整体仰视图；

图7为本发明的针齿结构示意图。

图中：1轴辊式细牙锉、2轴杆、3轴杆端部插销、4轴杆轴承插销、5传动支架、6光杠滚珠导轨副、7手柄、8沉头螺钉、11螺钉、12定位孔、14护样板、15光杠导轨、17连接槽牙、18护样盘、19针齿、20圆锥滚子轴承、21护样板支架、22连接槽口、23凸起销孔、24护样板连接螺栓。

具体实施方式

本发明实施例提供一种制备室内三轴试验原状黏性土试样装置，如图1-7所示，包括护样板支架21、用于支撑土样的护样盘18、竖向设置的六个护样板14、轴向调节机构、光杠导轨15、与光杠导轨15相适配的光杠滚珠导轨副6以及切削机构。

如图2所示，护样板支架21和护样盘18的数量均为两个，两个护样盘18必须保持端面平行且同轴。两个护样盘18的外端通过圆锥滚子轴承20分别枢接在两个护样板支架21上。两个护样盘18上下对应，两个护样盘18相对应的一面均设置有针齿19。

如图7所示，两个护样盘18上有针齿19的一面分别插入原状土样轴线方向的上下端部。

上下两个护样板支架21上均设置有轴向调节机构。

如图5所示，六个护样板14绕护样盘18中心等角度分布，轴向调节机构设置在护样板支架21上且能够带动护样板14朝护样盘18的径向方向移动，光杠导轨15竖向设置在护样板14上，护样板14两侧与光杠导轨15以沉头螺钉8相连接，切削机构设置在光杠滚珠导轨副6上且与土样的位置相对。

如图4-5所示，轴向调节机构包括径向开设在护样板支架21上的六个连接槽口22、设置在护样板14底部和顶部的连接槽牙17、设置在护样板支架21上的凸起销孔23以及护样板连接螺栓24。六个连接槽口22分别相隔60°分布。连接槽牙17延伸至连接槽口22的另一侧，护样板连接螺栓24穿过连接槽牙17且与凸起销孔23螺纹连接。

六块护样板14通过轴向调节机构将土样夹紧。护样板14的数量可为4个、6个、8个等，依据原状黏性土试样的大小和制样要求而定。只要成对称分布就行。

如图3所示，切削机构包括凹形的传动支架5、若干个轴辊式细牙锉1、轴杆2、轴杆端部插销3、轴杆轴承插销4。轴辊式细牙锉1制成短圆柱状，根据原状土样的大小即两个相邻的光杠导轨15之间的间距，来确定安装短圆柱状轴辊式细牙锉1的个数。

轴辊式细牙锉1通过中心的轴孔套装于轴杆2上，轴杆2的一端穿过轴杆端部插销3且枢接在轴杆轴承插销4上，采用键销连接方式。轴杆端部插销3、轴杆轴承插销4分别与传动支架5的两端可拆卸式相连，轴杆端部插销3上有两个轴杆端部插孔，插孔内放有滚珠与轴杆2的端部相接触。轴杆端部插销3插入传动支架5的端部插销口，两侧以螺钉11相固定。轴杆轴承插销4上横向有两个轴承槽，根据需要安装一个轴承。轴承内环与轴杆2采用键销连接方式。轴杆轴承插销4插入传动支架5的另一个端部插销口，两侧以螺钉11相固定。轴杆轴承插销4分别与传动支架5上沿着其长度方向开设有三个定位孔12，定位孔12通过螺钉11相连，通过轴杆轴承插销4分别与传动支架5上不同位置的定位孔12相连可调节轴辊式细牙锉1的切削量，传动支架5与光杠滚珠导轨副6相连。为了安装方便，光杠导轨15通过沉头螺钉8安装在护样板14一侧，光杠滚珠导轨副6分为两块，中间以沉头螺钉8可拆卸式的连接在光杠导轨15上。

手柄7与轴杆2在轴承出口端以键销方式连接。转动手柄7，则带动轴杆2及轴辊式细牙锉1一起转动，实现对土样的切削。切削机构安装于光杠导轨15上。转动手柄7，并沿光杠导轨15上下移动切削机构，实现土样的切削。

工作原理：制样时，每个护样板支架21上有6个连接槽口22，安装6个护样板14。光杠导轨15通过沉头螺钉8安装在护样板14上。切削机构通过光杠滚珠导轨副6安装于光杠导轨15上，另一端贴向相邻的护样板14上的光杠导轨15，使轴辊式细牙锉1的外缘与土样相切，转动手柄7，轴辊式细牙锉1沿光杠导轨15上下切削，实现土样的切削。土样的一个方向切削到一定深度时，需取下切削机构，安装于另一方向的两个相邻的光杠导轨15上，进行土样切削。6个方向的一轮切削完成时，卸下护样板14，转动护样盘18，重新安装护样板14及切削机构，切削土样。直到切削出符合规格要求的原状土试样。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。