一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置的制作方法

本实用新型涉及粘土试样制备设备的技术领域，尤其是涉及一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置。

背景技术：

软黏土在我国东南沿海有较广泛的分布，因其具有含水率较高、透水性差、承载能力低下以及变形强等特点，给工程实践带来了诸多的困难。随着经济的发展，工程建设的项目也越来越多、越来越复杂，需要合理、有效评价这些项目的安全性，因此有必要对这些地区的粘土进行深入研究。对于对土的工程性质有重要影响的结构性粘土，当固结压力较小时，结构强度保持完好，软粘土峰值强度主要受结构性影响，当固结压力较大超过结构屈服压力时，软粘土峰值强度主要受固结应力控制，强度形状与重塑土相似。在工程中，结构性土地基往往会在缺乏预兆情况下，产生突然性破坏。从而研究软粘土的结构性，对软粘土地区的结构物的设计、地基加固设计有着重要意义。目前，通常使用人工制备结构性软粘土的室内试验来研究天然土体受荷过程中的变形破损过程。

授权公告号为cn203772622u的中国专利，提出了一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置，包括门架，门架包括上横梁与下横梁，门架的下横梁上设有用于盛装土浆的备样筒，在备样筒的正上依次连接有隔板、传力杆、承压板、压力传感器、压力盒、倒置安装的液压千斤顶和上横梁，液压千斤顶连通设置有液压装置。

上述现有技术方案存在以下缺陷：在制备结构性原状软粘土试样的过程中，需要将制备好的土浆倒入到备样筒中，然后通过液压千斤顶驱动承压板和隔板对备样筒内的土浆进行加压，制作完成的软粘土试验图样在液压千斤顶的作用下与备样筒壁抵接的较为紧实，由于整个软粘土试验土样的整体都位于备样桶内，实验人员手工去抠的时候可能会破坏制备好的软粘土试验样本，且实验人员在拿取软粘土试样是可能会选择利用敲击备样筒侧壁的方法加快软粘试验样本与备样筒分离，但是也会产生备样筒壁变形和软粘土实验样本因震动而被损坏的现象出现。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置，具有方便拿取制作完成的软粘土试样的作用，有效的提高了软粘土试样制作的工作效率。

本实用新型是通过以下技术方案得以实现的：

一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置，包括工作平台，所述工作平台的正上方设置有平行于所述工作平台的横梁，所述横梁上固定有千斤顶，所述千斤顶的正下方设置有可拆卸固定在所述工作平台上的备样筒，所述千斤顶与所述备样筒之间设置有用于向所述备样筒内土浆传递压力的压力组件，其特征在于：所述备样筒内设置有取样组件，所述取样组件包括滑动连接在所述备样筒内侧壁上用于推动软粘土试样脱离所述备样筒的支撑环和设置在所述支撑环周向的多个连接弧片，所述连接弧片滑移设置在所述备样筒的侧壁上，所述支撑环上抵接有贴合所述备样筒内壁设置的渗水石，所述连接弧片远离所述支撑环的一端伸出所述备样筒。

通过采用上述技术方案，通过使连接弧片在备样筒得侧壁上滑动来带动支撑环在备样筒的侧壁上滑动，在支撑环的作用下推动制作完成的软粘土试样脱离备样筒，从而方便将制作完成的软粘土试样从备样筒中拿出，减少了在拿取过程中损坏软粘土试样的现象，进一步避免了备样筒的损坏，有效的提高了实验人员制作软粘土试样的工作效率，通过在支撑环上端固定渗水石，使土浆中多余的水分通过渗水石渗出，相比现有技术，通过支撑环可以直接将渗水石取出备样筒，从而方便在软粘土试样制作完成后清洗备样筒和渗水石内残留的土渣。

进一步设置为：所述备样筒的侧壁周向开设有多个滑槽，所述连接弧片滑动连接在所述滑槽内，所述连接弧片靠近所述备样筒内侧壁的一侧与所述备样筒内侧壁适配。

通过采用上述技术方案，在备样筒内开设多个滑槽，并使连接弧片滑动连接在滑槽内，在进行制作软粘土试样时，有利于提高整个取样组件与备样筒之间的连接稳定性，通过使连接弧片靠近备样筒内侧壁的一侧与备样筒内侧壁适配，来提高备样筒内侧壁与连接弧片侧表面之间的平滑度，减少软粘土试样上的凸痕，有利于提搞软粘土试样的质量。

进一步设置为：所述连接弧片活动连接在所述支撑环上，且所述连接弧片向远离所述支撑环中轴线的方向转动。

通过采用上述技术方案，通过使连接弧片活动连接在支撑环上，且可向远离支撑环中轴线的方向转动，通过整个取样组件将制作好的软粘土试样取离备样筒后，通过转动连接弧片，使连接弧片脱离软粘土试样，便于拿取软粘土试样，有效的提高了实验人员制作软粘土试样的工作效率。

进一步设置为：所述支撑环上相对于所述备样筒底面的一端周向开设有多个接通所述支撑环侧壁设置的安装槽，所述安装槽相对于所述连接弧片设置，所述连接弧片相对于所述安装槽的一端固定连接有垂直于所述连接弧片设置的安装块，所述安装块上开设有安装孔，所述安装槽内固定有轴线垂直所述支撑环直径的连接轴，所述安装块安装在所述安装槽内，所述安装块通过所述安装孔与所述连接轴转动连接。

通过采用上述技术方案，通过设置安装槽，为连接弧片转动提供工作条件，通过使安装块与连接轴转动连接使连接弧片以连接轴的轴线为旋转中心旋转，从而达到连接弧片与软粘土试样分离的效果，方便实验人员拿取软粘土试样。

进一步设置为：所述支撑环和所述渗水石的外径与所述备样筒的内径相等。

通过采用上述技术方案，通过使支撑环和渗水石的外径与备样筒的内径相等来增加支撑环和渗水石与备样筒之间的密封性，减少土浆的流失，进一步减少软粘土试样的原材料的浪费。

进一步设置为：所述工作平台上固定有多个相对设置支撑杆，横梁固定连接在所述支撑杆远离所述工作平台的一端。

通过采用上述技术方案，通过支撑杆拉开横梁与工作平台之间的相对距离，方便拆卸与安装备样筒，并通过支撑杆有效的提高了横梁工作的稳定性，进一步提高了千斤顶运行的稳定性。

进一步设置为：所述备样筒相对于所述工作平台的一端固定有安装沿，所述安装沿上螺纹连接有多个固定螺栓，所述工作平台上相对于所述固定螺栓的位置开设有螺纹孔，所述固定螺栓螺纹连接在所述螺纹孔内。

通过采用上述技术方案，通过在备样筒相对于工作平台的一端设置安装沿，并在安装沿上螺纹连接固定螺栓，通过固定螺栓使整个备样筒固定在工作平台上，有效的提高了备样筒制作软粘土试样的工作稳定性，且通过固定螺栓使备样筒与工作平台之间可拆卸固定连接，从而达到更换不同内径备样筒的作用。

进一步设置为：所述备样筒的底部开设有排水孔，且所述工作平台上相对于所述备样筒底部的位置开设有排水腔，排水腔远离所述备样筒的一端设置有废水收集桶。

通过采用上述技术方案，通过在备样筒的底部开设排水孔，使逆土浆中多余的水分经过渗水石后通过排水孔排出备样筒，在备样筒的底部有开设排水腔，将多余的水分排送至废水收集桶，从而避免了水分在工作平台上堆积，有效的保证了工作平台的工作环境。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

（1）通过拉动连接弧片使支撑环推动制作完成的软粘土试样脱离备样筒，避免了工作人员用手去抠软粘土试样，减少了在拿取过程中损坏软粘土试样的现象，进一步避免了备样筒的损坏，有效的提高了实验人员制作软粘土试样的工作效率；

（2）通过使渗水石固定在支撑环上，支撑环可以直接将渗水石取出备样筒，从而方便在软粘土试样制作完成后清洗备样筒和渗水石内残留的土渣，便于维护和清理备样筒，延长了整个装置的使用寿命。

附图说明

图1是一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置的整体结构示意图；

图2是沿图1中a-a线的剖视图；

图3是图2中b部局部放大图。

附图标记：1、工作平台；2、横梁；3、千斤顶；4、备样筒；5、支撑环；6、连接弧片；7、渗水石；8、滑槽；9、安装槽；10、安装块；11、安装孔；12、连接轴；13、支撑杆；14、安装沿；15、固定螺栓；16、排水孔；17、排水腔；18、废水收集桶；19、机架；20、压力盒；21、承压板；22、传力杆；23、抵压板；24、磁力表夹；25、千分表。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种人工制备结构性原状软粘土试验土样的装置，包括机架19与固定在机架19上且水平设置的工作平台1，工作平台1上固定连接有四个呈矩形分布的支撑杆13。支撑杆13远离工作平台1的一端固定连接有平行于工作平台1设置的横梁2，横梁2的中心线处固定连接有倒置且竖直设置的千斤顶3。

参照图1与图2，千斤顶3的正下方设置有可拆卸固定在工作平台1上的备样筒4，备样筒4竖直设置且上端设置为开口，备样筒4相对于工作平台1的一端固定有安装沿14，安装沿14上螺纹连接有多个固定螺栓15，工作平台1上相对于固定螺栓15的位置开设有螺纹孔，固定螺栓15螺纹连接在所述螺纹孔内。通过固定螺栓15使备样筒4与工作平台1之间可拆卸固定连接，方便更换不同内径备样筒4，从而达到不同尺寸软粘土试样的作用。

参照图1与图2，千斤顶3与备样筒4之间设置有用于对备样筒4内的土浆进行施压的压力组件，压力组件包括固定连接在千斤顶3输出端的压力盒20，还包括压力盒20内固定连接有压力传感器。压力盒20远离千斤顶3的一端固定连接有水平设置的承压板21，承压板21远离压力盒20的一端固定连接有竖直设置的传力杆22，传力杆22远离承压板21的一端固定有抵压板23，抵压板23位于备样筒4的正上方，为减少抵压板23对土浆进行施压时土浆中的水分对抵压板23的干扰，抵压板23上开设有多个通孔，压力盒20、承压板21、传力杆22和抵压板23的中线位于同一条直线上。

参照图2与图3，为方便工作人员取拿备样筒4内加工完成的软粘土试样，备样筒4内设置有取样组件，取样组件包括滑动连接在备样筒4内侧壁上用于推动软粘土试样脱离备样筒4内腔的支撑环5和设置在支撑环5周向的四个连接弧片6，四个连接弧片6沿支撑环5的径向对称设置。连接弧片6滑移设置在备样筒4的侧壁上，通过拉动连接弧片6并使连接弧片6在备样筒4的侧壁上滑动，在连接弧片6的作用下带动支撑环5沿备样筒4的内壁滑动。

参照图3，为增强软粘土试样表面的光滑度，备样筒4的侧壁周向开设有相对于连接弧片6设置滑槽8，连接弧片6滑动连接在滑槽8内，连接弧片6靠近备样筒4内侧壁的一侧与备样筒4内侧壁适配。为方便抽动连接弧片6，连接弧片6远离支撑环5的一端伸出备样筒4。在支撑环5和连接弧片6带动成型的软粘土试样脱离备样筒4后，为方便软粘土试样和连接弧片6与支撑环5脱离，连接弧片6活动连接在支撑环5上，且连接弧片6向远离支撑环5中轴线的方向转动。

参照图3，支撑环5上相对于备样筒4底面的一端周向开设有四个接通支撑环5侧壁设置的安装槽9，安装槽9相对于连接弧片6设置连接弧片6相对于安装槽9的一端固定连接有垂直于连接弧片6设置的安装块10，安装块10上开设有安装孔11，安装槽9内固定有轴线垂直支撑环5直径的连接轴12，安装块10通过安装孔11与连接轴12转动连接。通过安装孔11在连接弧片6垂直于支撑环5的状态时，安装块10嵌合安装在安装槽9内，且安装块10的侧表面与支撑环5的侧表面保持平齐。

参照图3，在软粘土试样制作过程中，为使土浆中多余的水分流出备样筒4，支撑环5上抵接有贴合备样筒4内壁设置的渗水石7。备样筒4的底部开设有排水孔16，且工作平台1上相对于备样筒4底部的位置开设有排水腔17，排水腔17远离备样筒4的一端设置有废水收集桶18。

参照图2，通过在备样筒4的底部开设排水孔16，使逆土浆中多余的水分经过渗水石7后通过排水孔16排出备样筒4，在备样筒4的底部有开设排水腔17，将多余的水分排送至废水收集桶18，从而避免了水分在工作平台1上堆积，有效的保证了工作平台1的工作环境。为增加支撑环5和渗水石7与备样筒4之间的密封性，减少土浆的流失，支撑环5和渗水石7的外径与备样筒4的内径相等。

参照图1，备样筒4的上沿径向对称固定连接有两个磁力表夹24，磁力表夹24上固定有千分表25，千分表25测量杆轻触承压板21，使千分表25测得承压板21的升降高度。

本实施例的实施原理及有益效果为：

在进行试验时，现在备样筒4的表面涂覆润滑油，再贴一层塑料胶纸，然后再透水石上放置五层滤纸，再将搅拌均匀的土浆倒入备样筒4，在土浆的表面加五层滤纸和一块透水石，通过驱动千斤顶3，使抵压板23向位于备样筒4上端的透水石施压，使土浆固结稳定形成团结粘土，然后通过抽动连接弧片6，使连接弧片6带动支撑环5沿备样筒4侧壁滑动，使成型的软粘土试样滑出备样筒4，再转动连接弧片6，使连接弧片6与软粘土试样分离。从而方便将制作完成的软粘土试样从备样筒4中拿出，减少了在拿取过程中损坏软粘土试样的现象，进一步避免了备样筒4的损坏，有效的提高了实验人员制作软粘土试样的工作效率，通过在支撑环5上端固定渗水石7，使土浆中多余的水分通过渗水石7渗出，相比现有技术，通过支撑环5可以直接将渗水石7取出备样筒4，从而方便在软粘土试样制作完成后清洗备样筒4和渗水石7内残留的土渣。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。