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原文传递一种重塑土批量制样装置及制样方法

专利名称：	一种重塑土批量制样装置及制样方法
摘要：	本发明公开了一种重塑土批量制样装置及制样方法，包括反力架模块、制样模块和压实模块；反力架模块包括反力盖板、活动承载板、底板和立支柱；制样模块包括设置在活动承载板与反力盖板之间的若干套制样筒组件；每套制样筒组件均包括奇数个同轴设置且相互卡合的套筒；压实模块包括顶升装置和压实活塞；每个压实活塞均包括同轴设置的大压头、小压头和连接杆。小压头外壁面能与套筒内壁面滑动配合；大压头的面积大于套筒内径；小压头端面上均布有若干个排气孔。另外，采用两端分层压实制样，一组多个平行试样同时压实；脱模则采用静压脱模法依次进行。本发明能够提高试样质地的均匀性，增强试验结果的可信度以及合理性。
专利类型：	发明专利
申请人：	河海大学
发明人：	张勇敢;鲁洋;刘斯宏;贾凡;黄波;王柳江;沈超敏;孙屹;张呈斌
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T20:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN201911325700.7
公开号：	CN111024467A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	石艳红
分类号：	G01N1/28;G01N1/36;G;G01;G01N;G01N1;G01N1/28;G01N1/36
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.一种重塑土批量制样装置，其特征在于：包括反力架模块、制样模块和压实模块；反力架模块包括反力盖板、活动承载板、底板和立支柱；立支柱用于连接反力盖板和底板，活动承载板位于反力盖板和底板之间且高度能升降；制样模块包括设置在活动承载板与反力盖板之间的若干套制样筒组件；每套制样筒组件均包括奇数个同轴设置且相互卡合的套筒；将位于中心层的套筒称为中心套筒，其余偶数个套筒称为叠环套筒；其中，中心套筒的顶面和底面均设置有卡合槽；每个套筒的高度和内径相等，每个套筒空腔均能够充填重塑土；压实模块包括顶升装置和压实活塞；顶升装置安装在底板上，用于控制活力承载板的高度升降；在每套制样筒组件的顶部和底部各设置一个所述压实活塞；每个压实活塞均包括同轴设置的大压头、小压头和连接杆；连接杆用于连接大压头和小压头；小压头的面积小于套筒内径，小压头外壁面能与套筒内壁面滑动配合；大压头的面积大于套筒内径；小压头背离连接杆的端面能与充填在套筒空腔中的重塑土相接触；小压头端面上均布有若干个排气孔。 2.根据权利要求1所述的重塑土批量制样装置，其特征在于：还包括脱模模块，脱模模块包括脱模活塞；位于顶升装置正上方的活动承载板上设置有脱模活塞安置孔，用于放置脱模活塞；位于脱模活塞安置孔正上方的反力盖板上设置有试样脱模孔；压实模块还包括压实垫片，压实垫片可拆卸式安装在顶升装置的顶部，压实垫片的外径大于脱模活塞安置孔的内径；当压实垫片从顶升装置顶部拆卸后，顶升装置顶部能与脱模活塞顶部可拆卸连接。 3.根据权利要求1所述的重塑土批量制样装置，其特征在于：小压头和连接杆的高度之和等于套筒高度。 4.根据权利要求1所述的重塑土批量制样装置，其特征在于：顶升装置为液压千斤顶。 5.根据权利要求1所述的重塑土批量制样装置，其特征在于：位于中心套筒以上的每个叠环套筒的上表面均设置有卡合槽，下表面均设置有能与卡合槽相配合的连接凸缘；位于中心套筒以下的每个叠环套筒的下表面均设置有卡合槽，上表面均设置有能与卡合槽相配合的连接凸缘。 6.根据权利要求1所述的重塑土批量制样装置，其特征在于：每个排气孔均为竖直贯穿的锥形孔，锥形孔的收缩端位于与重塑土相接触一侧的小压头上。 7.一种重塑土批量制样方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1，准备重塑土：将风干黏土敲碎，过2mm分析筛，筛分出的土料均匀喷洒蒸馏水，形成设定含水率的土料；再将具有设定含水率的土料装入密封袋闷料24h以上，形成重塑土；步骤2，安装重塑土批量制样装置，包括如下步骤：步骤21，组装反力架模块：通过立支柱将反力盖板、活动承载板和底板从上至下依次连接，活动承载板沿立支柱上下滑移；步骤22，组装压实模块：将顶升装置放置在底部上，顶升装置顶部安装压实垫片；活动承载板的上表面和反力盖板的下表面均安装与制样套筒组件数量相等且位置相对应的压实活塞；其中，位于活动承载板上的压实活塞称为下压实活塞，位于反力盖板上的压实活塞称为上压实活塞；压实活塞的小压头均朝向制样套筒组件；步骤23，准备制样模块：假设每批次需制备N个平行的重塑土试样，制备后的每个重塑土试样总高度为2n-1个套筒高度之和，则需准备N套制样筒组件，每套制样筒组件包括2n+1个套筒；也即需准备N个中心套筒，2n*N个叠环套筒；步骤3，制备中心层重塑土试样，包括如下步骤：步骤31，安装三层套筒：调整活动承载板的高度位置，在N个中心套筒的上下两端各卡合连接一个叠环套筒，形成N个三层套筒；将N个三层套筒的内壁均匀涂抹一层凡士林并依次放置在步骤22组装的对应的下压实活塞上；步骤32，重塑土装样：称取N份步骤1准备的重塑土，分别倒入步骤31中的N个三层套筒内；步骤33，压实：活动承载板在顶升装置的驱动下，缓慢上升，使步骤22组装的上压实活塞中的小压头均进入对应的三层套筒内；接着，顶升装置以恒定速度上升，直至上压实活塞和下压实活塞中的大压头与叠环套筒紧密接触，完成中心层重塑土试样的制备；步骤4，制备三层重塑土试样，包括如下步骤：步骤41，安装五层套筒：顶升装置高度下降，取出三层套筒，将压实完成的中心层重塑土试样两端刨毛，接着在三层套筒两端分别添加一个叠环套筒，形成N个五层套筒；将N个五层套筒的内壁均匀涂抹一层凡士林并依次放置在步骤22组装的对应的下压实活塞上；步骤42，重复步骤32至步骤33，完成三层重塑土试样的制备；步骤5，重复步骤4，直至完成2n-1层重塑土试样的制备。 8.根据权利要求7所述的重塑土批量制样方法，其特征在于：包括步骤6，脱模，过程包括：步骤61，脱模前重塑土试样准备：顶升装置高度下降，取出叠合形成的2n+1层套筒，去掉最顶层和最底层套筒，形成2n-1层套筒；步骤62，脱模模块准备：将顶升装置顶部的压实垫片拆下，并更换安装脱模活塞，脱模活塞能从活动承载板上设置的脱模活塞安装孔中伸出并升降；步骤63，重塑土试样转移：将步骤61形成的其中一个2n-1层套筒，挪动至步骤62中的脱模活塞上；步骤64，2n-1层套筒同步上升：顶升装置高度上升，带动脱模活塞、2n-1层套筒以及位于2n-1层套筒内的重塑土试样同步上升；步骤65，脱模：当步骤64中的2n-1层套筒顶面接触到反力盖板底面后，2n-1层套筒高度停止升降；顶升装置高度继续上升，脱模活塞顶面将与2n-1层套筒内重塑土试样的底面压紧接触，外壁面与2n-1层套筒的内壁面滑动配合，从而将位于2n-1层套筒内的重塑土试样，从2n-1层套筒及反力盖板的试样脱模孔中滑出，直至脱模成功；步骤66，顶升装置高度下降，移除脱模后的2n-1层套筒；重复步骤63至步骤65，完成其余重塑土试样的脱模。 9.根据权利要求7所述的重塑土批量制样方法，其特征在于：压实活塞的小压头朝向重塑土的表面铺设有滤纸。
所属类别：	发明专利