一种粮食直剪试验制样器及制样方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程土工试验领域，更具体涉及一种用于粮食直接剪切试验的试样制备装置及制样技术。
【背景技术】
[0002]粮食直剪仪被广泛用来测定粮食内摩擦角，但制备的试样一般都不考虑密实程度，研究和工程实践结果都表明，粮食密实度对粮食内摩擦影响很大，进而影响粮仓设计参数。采用现有方法难以获得较大密实度的粮食试样，一方面现有规范大多基于土体试样的制备，粮食颗粒分布均匀，采用常规方法压实时难以获得不同密实度的试样；另一方面粮食颗粒易变形和破碎，不能采用击实土体的方法进行击实。现有设备和制样技术不能满足不同密实度粮食直剪试验试样的制备，因此有必要进行粮食直剪试验制样器及制样技术的研制。
【发明内容】
[0003]为了满足研究储仓内粮食装卸料时不同密实度状态引起的应力状态的不同，需要研究不同密实度下粮食的内摩擦角、应力应变等关系，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足不同密实度粮食直剪试验的制样器及制样方法。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种粮食直剪试验的制样器包括下剪切盒、上剪切盒、盒盖、插销、击实锤、气栗、储气罐、电动机、开关，其中剪切盒的盒盖直径与剪切盒内径相适配，击实装置的击实锤直径与剪切盒内径相适配。
[0005]本发明进一步的设置在于:
1)与粮食直剪仪配套，采用圆形的下剪切盒I和上剪切盒2，内径100mm，净高100mm，外形为一正方体，边长为150 mm，上、下剪切盒的开缝尺寸为2 mm。剪切盒放置好后，用插销固定。
[0006]2)剪切盒的盒盖内径为10mm (材质为铜)，击实锤为圆柱体，直径为100mm。击实锤的中间有一个击实杆，制样时，试验人员手握击实杆上下击实，控制击实力度。
[0007]3)气栗的气管用来传输空气，储气罐可以用来储存气体，带有不同档位的电动机用来控制抽气，控制试样内的真空度，以便能够保证颗粒均匀的粮食试样能够被击实。
[0008]本发明的目的在于提供一种粮食直剪试验的制样器及制样方法，具体步骤在于: O制样前把上下剪切盒对齐放置、插上插销固定；平稳放置剪切盒；
2)根据试样密实度称取所需试样的质量，把粮食分成5份，采用分层击实法装样。每层试样采用手动控制力度法击实，当击实到不能压密后，打开抽气开关使流通，必要时抽气，保证试样在一定真空度下进行击实，获得一定密实度的试样，直至达到该层的压实高度。
[0009]3)反复进行步骤2，直至每层达到设定的压实高度，直至剪切盒试样装满为止。
[0010]4)拿出击实锤并且同时盖上剪切盒盒盖，试样即可供粮食直剪测试使用。
[0011]本发明的特征在于利用空气抽气装置抽出剪切盒内的空气。利用真空下排除粮食籽粒之间的空气，保证了可获得设定密实度的粮食试样。
[0012]本发明的特征在于实现了直剪试验试样的分层击实装置。用带有击实板的击锤将制样在剪切盒内分层击实，分层层数为5层，每层试样质量应相等，击完最后一层，将剪切盒内的试样两端整平。由于粮食易破碎，击实时采用人工击实，控制力度。
[0013]本发明的有益效果是，考虑粮食易破碎及颗粒均匀，难以压实的特点，在没有现成的粮食直剪试样制备方法可循的条件下，研究确定了不同密实度粮食直剪试样的制备器及制备技术，提供了一种能够研究不同初始状态下粮食的内摩擦角、对仓壁摩擦系数、应力状态测试的粮食直剪试验的制样器及制样方法，为粮食参数的精确测试研究提供了制样装置及制样技术。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的粮食直剪试验的制样器及制样方法装置主视图。
[0015]图2是抽气装置的工作示意图。
[0016]图3是剪切盒盖和击实锤示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明。
[0018]如图1所示，本发明的粮食直剪试验制样器及制样方法，包括:下剪切盒1、上剪切盒2、盒盖3、插销4、击实锤5、气栗6、储气罐7、电动机8、开关9。
[0019]制样方法包括:
O制样前把上下剪切盒对齐放置、插上插销固定；平稳放置剪切盒。
[0020]2)根据试样体积和粮食密度称取所需试样的质量，把粮食分成5份，采用分层击实法装样。每层试样先击实，当击实到不能压密后，打开抽气开关使气体自由流出，然后继续击实，并击实到无法再压密后打开电动机开关，利用空压机抽气装置，边击实边抽气，直至达到该层的压实高度。
[0021]3)反复进行步骤2，直至每层达到设定的压实高度，剪切盒试样装满为止。
[0022]4)取出击实装置并且同时盖上剪切盒盒盖，试样即可供粮食直剪测试使用。
[0023]本发明克服了进行粮食直剪试验难以制备不同密实度粮食试样的缺陷，不仅能够保证试样的高度、平整度和密实度，而且试验设备简单实用，能保证整个制样过程中保护试样，操作方便，卸样简单。本发明涉及土木工程土工试验领域，更具体涉及一种用于粮食直接剪切试验的试样制备装置及制样方法，为粮食直接剪切试验测试研究提供了不同密实度的粮食试样。
【主权项】
1.一种粮食直剪试验制样器，其特征在于:包括下剪切盒(I)、上剪切盒(2)、盒盖(3)、插销(4)、击实锤(5)、气栗(6)、储气罐(7)、电动机(8)、开关(9)，其中剪切盒的盒盖直径与剪切盒内径一致，击实装置的击实锤直径与剪切盒内径匹配。2.如权利要求1所述的粮食直剪试验制样器，其特征在于:满足粮食直剪仪的尺寸，用于装样的下剪切盒(I)和上剪切盒(2)内的形状采用圆形，内径100mm，净高100mm，外形为一正方体，边长为150 mm。3.如权利要求1所述的粮食直剪试验制样器，其特征在于:开缝尺寸满足现有粮食直剪仪的要求，选取上、下剪切盒的开缝尺寸为2 mm。4.如权利要求1所述的粮食直剪试验制样器，其特征在于:剪切盒的盒盖内径为100mm，击实装置为带击实杆的圆柱体击实锤，直径为10mm ;击实锤连接有抽气管，并直通试样顶端。5.如权利要求1所述的粮食直剪试验制样器，其特征在于:带有不同档位的电动机用来控制制样时保证试样一定的真空度，储气罐用来盛装气体，通过抽气管连接气栗与通过击实锤直通试样顶部，保证击实试样时可随时抽气，获得一定密实度的试样。6.一种粮食直剪试验制样方法，其特征在于，包括如下步骤:1)制样前把上下剪切盒对齐放置、插上插销固定，平稳放置剪切盒；2)根据密实度要求称取所需试样的质量，把粮食分成5份，采用分层击实法装样；3)控制击实力，每层试样先击实，保证粮食试样不会击碎；4)当达到每层压实高度后继续加入试样重复步骤2和步骤3 ;5)当每层高度没有压实到设定的高度后，打开击实锤上的抽气开关，进行抽气，边抽边击实，直至达到设定的击实高度；6)反复进行步骤4和步骤5，直至每层达到设定的压实高度，并以剪切盒试样装满为止；7)取出击实装置并盖上剪切盒盖，试样供粮食直剪测试使用。
【专利摘要】本发明公开了一种用于粮食直剪试验制样器及制样方法。粮食直剪试验试样制样器包括下剪切盒、上剪切盒、盒盖、插销、击实锤、抽气装置(电动机、气泵、储气罐、开关)。本发明解决了粮食散体直剪试验的制样器及制样技术问题，通过制样器及制样方法保证粮食试样成型，并保证整个粮食试样的高度、平整度、密实度，提高制样效率，操作简单，适用于不同粮食品种的直剪试样制备。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN105115804
【申请号】CN201510625838
【发明人】曾长女, 王娟, 王媛, 周飞, 于航, 宋飞如, 史志乾
【申请人】河南工业大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月28日