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原文传递一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置及制备方法

专利名称：	一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置及制备方法
摘要：	一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置及制备方法，包括竖直螺杆、不动横梁、可动横梁、竖向支架、L型连接杆、箍圈、转接头、环切筒、取样筒、磁力座、圆台、底座。两个竖向支架固定安装在底座两侧，不动横梁两端分别固定在两个竖向支架上，可动横梁两端分别与两个竖向支架装配，且能沿竖向支架上、下移动。竖直螺杆依次穿过不动横梁、可动横梁并与不动横梁、可动横梁装配，竖直螺杆底部设有转接头，转接头连接环切筒。可动横梁安装有L型连接杆，L型连接杆连接有箍圈，箍圈设有取样筒。底座上设有磁力座。本发明涉及一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置及制备方法，以解决传统方法中采用钢丝锯或切土刀切削过程中，对土样扰动较大、试样尺寸不规整、成样困难、套膜不方便等问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥工业大学
发明人：	张振华;刘庚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-10-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-31T00:00:00+0800
申请号：	CN201910950133.8
公开号：	CN110631859A
代理机构：	宜昌市三峡专利事务所
代理人：	吴思高
分类号：	G01N1/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号
主权项：	1.一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，包括竖直螺杆（1）、不动横梁（2）、可动横梁（3）、竖向支架（12）、L型连接杆（4）、箍圈（7）、转接头（5）、环切筒（6）、取样筒（8）、磁力座（9）、圆台（20）、底座（13）；其特征在于：两个竖向支架（12）固定安装在底座（13）两侧，不动横梁（2）两端分别固定在两个竖向支架（12）上，可动横梁（3）两端分别与两个竖向支架（12）装配，且能沿竖向支架（12）上、下移动；竖直螺杆（1）依次穿过不动横梁（2）、可动横梁（3）并与不动横梁（2）、可动横梁（3）装配，竖直螺杆（1）底部设有转接头（5），转接头（5）连接环切筒（6）；可动横梁（3）安装有L型连接杆（4），L型连接杆（4）连接有箍圈（7），箍圈（7）设有取样筒（8）；底座（13）上设有圆台（20），磁力座（9）吸附在圆台（20）上，且位于取样筒（8）的下方。 2.根据权利要求1所述一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，其特征在于：所述竖直螺杆（1）顶部设有十字把手（19），竖直螺杆（1）分为三段：上部较长螺纹段，与不动横梁（2）的中间螺纹孔（18）螺纹连接；中部光滑段，与可动横梁（3）上的轴承（15）相装配；下部较短螺纹段，与转接头（5）连接。 3.根据权利要求2所述一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，其特征在于：所述不动横梁（2）两端开孔，通过第二蝶形螺母（17）将其两端分别与两个竖向支架（12）连接，形成约束竖直螺杆（1）与可动横梁（3）的框架结构；竖直螺杆（1）的上部上较长螺纹段与中间螺纹孔（18）螺纹连接，竖直螺杆（1）通过中间螺纹孔（18）旋转上升或下降。 4.根据权利要求1所述一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，其特征在于：所述可动横梁（3）两端开有直径比竖向支架（12）大的圆孔，使得可动横梁（3）能够沿着竖向支架（12）上下移动；可动横梁（3）中间设有轴承（15），使得竖直螺杆（1）在可动横梁（3）上能够自由旋转，且不影响可动横梁（3）的上下移动；可动横梁（3）上设有关于轴承（15）对称的两段滑槽（14），用于调节左、右L型连接杆的相对距离。 5.根据权利要求1所述一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，其特征在于：所述转接头（5）顶部设有螺纹孔，与竖直螺杆（1）的下部较短螺纹段紧密连接并随之转动，转接头（5）下部与环切筒（6）螺纹连接。 6.根据权利要求1所述一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，其特征在于：所述取样筒（8）上端通过箍圈（7）与L型连接杆（4）连接，取样筒（8）下端设有刃口，以减小现场取样时的下切阻力。 7.根据权利要求1所述一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，其特征在于：所述磁力座（9）上端设有两层可移除的圆形铁质垫块，上层是第一垫块（10）；下层是第二垫块（11）；两层垫块通过磁力座（9）的吸引力固定在一起。 8.根据权利要求1所述一种用于三轴压缩试验的原状土样制备装置，其特征在于：所述竖向支架（12）上设有刻度，方便读取可动横梁（3）的下降距离，用于准确控制试样的被切高度。 9.一种用于三轴压缩试验的原状土样制备方法，其特征在于，包括切样步骤：步骤1：将取样筒（8）中土样两端扰动的部分削去，使筒内剩余土样的高度不小于直径的二倍，并保证两端平整；步骤2：将第一垫块（10）、第二垫块（11）叠放在磁力座（9）上，打开磁力座（9）固定两个垫块，将包含原状土的取样筒（8）水平居中放置在第一垫块（10）上，通过旋转竖直螺杆（1）顶部的十字把手（19），调节环切筒（6）的高度，使得其下端的锯齿刚好与土样上表面接触；步骤3：将直径较大的箍圈（7）套在取样筒（8）上，通过可动横梁（3）上的滑槽（14）调节左、右L型连接杆（4）的相对位置，使其下端的螺纹孔与直径较大的箍圈（7）两端的螺纹孔重合，然后拧紧L型连接杆（4）上端的第一蝶形螺母（16）将其固定，并调紧直径较大的箍圈（7）两端的螺栓，使得L型连接杆（4）和取样筒（8）牢固连接；步骤4：匀速旋转竖直螺杆（1）顶部的十字把手（19），带动环切筒（6）下切土样，该过程中土样在取样筒（8）内完成切削，周围压力未被释放；通过竖向支架（12）上的刻度，观察环切筒（6）的下降距离，避免由于下切过度引起的环切筒（6）下端锯齿与第一垫块（10）之间的摩擦；步骤5：切削完成后，拧下L型连接杆（4）上端的第一蝶形螺母（16），并用调松直径较大的箍圈（7），卸下L型连接杆（4）和直径较大的箍圈（7），反向旋转竖直螺杆（1）的十字把手（19），将转接头（6）从环切筒（6）上卸下，然后将转接头（5）从竖直螺杆（1）上取下。 10.一种用于三轴压缩试验的原状土样制备方法，其特征在于，包括套膜步骤： S1：将直径较小的箍圈（7）套进环切筒（6），调节L型连接杆（4）在可动横梁（3）的滑槽（14）中的位置，使其下端的螺纹孔与直径较小的箍圈（7）两端的螺纹孔对齐，然后拧紧第一蝶形螺母（16）将L型连接杆（4）的位置固定，并调紧直径较小的箍圈（7）两端的螺栓，使得L型连接杆（4）、直径较小的箍圈（7）与环切筒（6）之间牢固连接； S2：关闭磁力座（9），抽出磁力座（9）上端直径与取样筒（8）内径相近的第一垫块（10），用第二垫块（11）将土工乳胶膜（22）一端撑开，并用小箍圈（23）箍紧，将土工乳胶膜（22）剩余部分全部套进环切筒（6）上端； S3：缓慢旋转竖直螺杆（1）上的十字把手（19），将环切筒（6）与土样分离的同时，土工乳胶膜（22）也缓缓套上，该过程中土工乳胶膜（22）从环切筒（6）上平滑的转移到土样上，卸掉小箍圈（23）以及第二垫块（11），即可得到套上土工乳胶膜的标准试样。
所属类别：	发明专利