土样切分装置的制作方法

1.本实用新型涉及岩土工程室内土工试验技术领域，特别地，涉及一种土样切分装置。


背景技术：

2.室内土工试验主要用于获取土体基本的物理力学参数，是进行岩土工程设计的重要组成部分。对于具有高含水率、强度低、变形大，甚至呈流塑态的疏浚土或淤泥质软土，不能直接用于三轴试验或固结试验等，往往需要对土样进行预压固结，达到排水的目的，进一步提高土样强度和变形模量使其达到软塑或可塑状态后进行试验。
3.预压固结一般在环形钢圆筒(固结筒)中进行，尺寸一般远大于常规室内土工试验要求，例如：中直径预压钢圆筒的高度为25cm，直径为20cm，而室内三轴试验要求的高度仅为8-10cm，直径为3.5-4cm。因此，为了制样，一般通过人工将土从环形钢圆筒中取出后采用手动切割，采用人工将土从环形钢圆筒中取出后采用手动切割进行制样的方式，存在操作不便、误差大、材料浪费、成品质量低等缺陷，而且由于土样的流塑性，人工将土样取出对土样移动后进行切割容易造成较大的扰动，室内试验准确性低。


技术实现要素：

4.本实用新型提供的土样切分装置，以解决现有的通过固结筒将土样预压固结后，需要人工将固结筒内的土样取出后通过人工切分，对压制土样产生大的扰动、导致室内试验准确性低的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种土样切分装置，包括支撑框架单元、固定单元以及分别设于支撑框架单元上的顶升单元和切分单元，切分单元设于顶升单元的上方，固结筒用于土样的预先压制装填，固定单元用于将固结筒固定设于顶升单元和切分单元之间，进而在顶升单元的顶升作用下，将固结筒内的压制土样沿固结筒的轴向向上顶出并在切分单元的作用下将顶出的压制土样切分。
7.进一步地，支撑框架单元包括支撑台座和分别设于支撑台座的侧向的支撑杆，两根支撑杆相对地设于支撑台座的两侧，顶升单元的固定端设于支撑台座内，顶升单元的顶升端沿竖向可活动地设置，切分单元的两端分别与对应的支撑杆连接，通过顶升单元的顶升端沿竖向活动从支撑台座内穿过支撑台座的顶面进而顶升处于支撑台座上方的固结筒内的压制土样。
8.进一步地，支撑台座的表面上凹设有用于容置固结筒并对固结筒进行定心的定位止口，固定单元包括相对设置的用于夹持固定装载在定位止口上的固结筒的抱紧机构，抱紧机构包括相对设置的抱环以及与抱环一一对应布设用于驱动抱环沿装载在定位止口上的固结筒的径向活动的伸缩杆，伸缩杆的固定端设于支撑杆上，伸缩杆的活动端与抱环固定连接，通过伸缩杆驱动抱环沿装载在定位止口上的固结筒的径向移动进而双向夹持抱紧
固结筒。
9.进一步地，抱环的内壁面上设有柔性橡胶层，进而使抱环弹性夹持固结筒。
10.进一步地，伸缩杆采用液压活动杆，两个液压活动杆采用同一个液压油缸驱动。
11.进一步地，顶升单元包括顶板、涡轮丝杆升降机构、控制把手、传动匣以及引导机构，传动匣设于支撑台座内，涡轮丝杆升降机构的驱动端伸入传动匣内并与传动匣通过螺纹配合连接，控制把手的从动端从支撑台座的侧面伸入至传动匣内并与涡轮丝杆升降机构通过齿轮啮合，引导机构的固定端设于传动匣上，引导机构的活动端与顶板固定连接，涡轮丝杆升降机构的顶升端用于与顶板抵接进而带动顶板沿竖向顶升，通过在支撑台座的外侧旋转控制把手的主动端，在引导机构的引导下控制述涡轮丝杆升降机构带动顶板沿竖向移动顶升，使顶板从支撑台座内穿过支撑台座的顶面进而顶升处于支撑台座上方的固结筒内的压制土样。
12.进一步地，引导机构包括插装配合的引导杆和引导套，引导杆沿竖向固定设于顶板上，引导套沿竖向固定设于传动匣上，引导杆插装设于引导套内进而通过引导杆与引导套配合引导顶板沿竖向移动，或者，引导杆沿竖向固定设于传动匣上，引导套沿竖向固定设于引导板上，引导杆插装设于引导套内进而通过引导杆与引导套配合引导顶板沿竖向移动。
13.进一步地，切分单元包括呈筒状的切分壳体、设于切分壳体内侧的切分刃以及用于将切分壳体固定在两根支撑杆之间的固定件，多个切分刃沿切分壳体的周向均匀间隔布设。
14.进一步地，切分刃采用钨钢刀片。
15.进一步地，切分刃的第一端固定设于切分壳体的内壁面上，切分刃的第二端朝向切分壳体的中轴线的方向悬挑布设，切分刃的第二端向下倾斜布设。
16.本实用新型具有以下有益效果：
17.本实用新型的土样切分装置，包括支撑框架单元、固定单元、顶升单元以及切分单元。通过支撑框架单元作为顶升单元和切分单元的安装基础，通过固定单元使固结筒固定设于顶升单元和切分单元之间，在顶升单元的顶升作用下将处于固结筒内的压制土样沿固结筒的轴向往上顶出，同时处于固结筒上方的切分单将顶出的土样及时进行切分，操作方便，压制土样在从固结筒取出的同时被切分单元切分，避免了现有的人工将压制土样取出后进行转移，然后采用人工切分导致对压制土样造成大的扰动，室内试验准确性低的技术问题，对压制土样的处理效率高；在固结筒的引导作用下使压制土样逐渐沿轴向伸出并被切分单元切分，压制土样的各个部位受到的切削力平衡，能将压制土样均匀地切分，避免了人工操作误差大，切分不均匀导致原材料浪费的问题。
18.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1是本实用新型优选实施例的土样切分装置的结构示意图；
21.图2是图1中的顶升单元的结构示意图；
22.图3是图1中的切分单元的结构示意图。
23.图例说明：
24.10、土样切分装置；11、支撑框架单元；111、支撑台座；112、支撑杆；12、固定单元；121、抱环；122、伸缩杆；13、顶升单元；131、顶板；132、涡轮丝杆升降机构；133、控制把手；134、传动匣；135、引导机构；14、切分单元；141、切分壳体；142、切分刃；143、固定件；20、固结筒。
具体实施方式
25.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
26.图1是本实用新型优选实施例的土样切分装置的结构示意图；图2是图1中的顶升单元的结构示意图；图3是图1中的切分单元的结构示意图。
27.如图1、图2和图3所示，本实施例的土样切分装置10，包括支撑框架单元11、固定单元12以及分别设于支撑框架单元11上的顶升单元13和切分单元14，切分单元14设于顶升单元13的上方，固结筒20用于土样的预先压制装填，固定单元12用于将固结筒20固定设于顶升单元13和切分单元14之间，进而在顶升单元13的顶升作用下，将固结筒20内的压制土样沿固结筒20的轴向向上顶出并在切分单元14的作用下将顶出的压制土样切分。
28.本实用新型的土样切分装置10，包括支撑框架单元11、固定单元12、顶升单元13以及切分单元14。通过支撑框架单元11作为顶升单元13和切分单元14的安装基础，通过固定单元12使固结筒20固定设于顶升单元13和切分单元14之间，在顶升单元13的顶升作用下将处于固结筒20内的压制土样沿固结筒20的轴向往上顶出，同时处于固结筒20上方的切分单将顶出的土样及时进行切分，操作方便，压制土样在从固结筒20取出的同时被切分单元14切分，避免了现有的人工将压制土样取出后进行转移，然后采用人工切分导致对压制土样造成大的扰动，室内试验准确性低的技术问题，对压制土样的处理效率高；在固结筒20的引导作用下使压制土样逐渐沿轴向伸出并被切分单元14切分，压制土样的各个部位受到的切削力平衡，能将压制土样均匀地切分，避免了人工操作误差大，切分不均匀导致原材料浪费的问题。
29.进一步地，支撑框架单元11包括支撑台座111和分别设于支撑台座111的侧向的支撑杆112，两根支撑杆112相对地设于支撑台座111的两侧，顶升单元13的固定端设于支撑台座111内，顶升单元13的顶升端沿竖向可活动地设置，切分单元14的两端分别与对应的支撑杆112连接，通过顶升单元13的顶升端沿竖向活动从支撑台座111内穿过支撑台座111的顶面进而顶升处于支撑台座111上方的固结筒20内的压制土样。可以理解地，顶升单元13可以是机械顶升机构、也可以是液压顶升杆，切分单元14通过支撑杆112装配固定。通过设置支撑框架单元11包括支撑台座111和分别设于支撑台座111的侧向的支撑杆112，整个土样切分装置10空间占用小，便于在土工实验室内安装使用。
30.进一步地，支撑台座111的表面上凹设有用于容置固结筒20并对固结筒20进行定心的定位止口，固定单元12包括相对设置的用于夹持固定装载在定位止口上的固结筒20的
抱紧机构，抱紧机构包括相对设置的抱环121以及与抱环121一一对应布设用于驱动抱环121沿装载在定位止口上的固结筒20的径向活动的伸缩杆122，伸缩杆122的固定端设于支撑杆112上，伸缩杆122的活动端与抱环121固定连接，通过伸缩杆122驱动抱环121沿装载在定位止口上的固结筒20的径向移动进而双向夹持抱紧固结筒20。可选地，伸缩杆122的活动端沿抱环121的径向设置且与抱环121的外壁面固定连接。
31.进一步地，为了避免固结筒20受损，抱环121的内壁面上设有柔性橡胶层，进而使抱环121弹性夹持固结筒20。
32.进一步地，伸缩杆122采用液压活动杆，两个液压活动杆采用同一个液压油缸驱动。通过设置两个液压活动杆采用同一个液压油缸驱动以控制两个液压活动杆同步运动进而抱紧或放开固结筒20。
33.进一步地，为了从支撑台座111外侧操作控制顶升固结筒20，顶升单元13包括顶板131、涡轮丝杆升降机构132、控制把手133、传动匣134以及引导机构135，传动匣134设于支撑台座111内，涡轮丝杆升降机构132的驱动端伸入传动匣134内并与传动匣134通过螺纹配合连接，控制把手133的从动端从支撑台座111的侧面伸入至传动匣134内并与涡轮丝杆升降机构132通过齿轮啮合，引导机构135的固定端设于传动匣134上，引导机构135的活动端与顶板131固定连接，涡轮丝杆升降机构132的顶升端用于与顶板131抵接进而带动顶板131沿竖向顶升，通过在支撑台座111的外侧旋转控制把手133的主动端，在引导机构135的引导下控制述涡轮丝杆升降机构132带动顶板131沿竖向移动顶升，使顶板131从支撑台座111内穿过支撑台座111的顶面进而顶升处于支撑台座111上方的固结筒20内的压制土样。
34.进一步地，引导机构135包括插装配合的引导杆和引导套，引导杆沿竖向固定设于顶板131上，引导套沿竖向固定设于传动匣134上，引导杆插装设于引导套内进而通过引导杆与引导套配合引导顶板131沿竖向移动，或者，引导杆沿竖向固定设于传动匣134上，引导套沿竖向固定设于引导板上，引导杆插装设于引导套内进而通过引导杆与引导套配合引导顶板131沿竖向移动。
35.进一步地，切分单元14包括呈筒状的切分壳体141、设于切分壳体141内侧的切分刃142以及用于将切分壳体141固定在两根支撑杆112之间的固定件143，多个切分刃142沿切分壳体141的周向均匀间隔布设。可以理解地，在本发明中，切分刃142的数量可以是3个，也可以是4个等其他数量。
36.进一步地，为了便于切分土样，切分刃142采用钨钢刀片。更优地，切分刃142142采用0.3毫米的钨钢刀片。
37.进一步地，为了便于切分并避免切分刃142受损，切分刃142的第一端固定设于切分壳体141的内壁面上，切分刃142的第二端朝向切分壳体141的中轴线的方向悬挑布设，切分刃142的第二端向下倾斜布设。
38.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。