[发明专利]可控密度式土工三轴制样器

权利要求书

1.一种可控密度式土工三轴制样器，包括压力框架和千斤顶，其特征在于，压力框架（1）是由下圆盘（12a）、上圆盘（12b）和竖直装在两圆盘之间的支柱（11）构成的框架结构，上圆盘（12b）上装有竖直的螺旋轴（14），螺旋轴（14）伸出上圆盘下部的端部上装有压盘（15），千斤顶（2）竖直固定在下圆盘（12a）上，千斤顶（2）的活塞杆上装有制样模具（4），制样模具（4）为上部开口的中空结构，制样模具（4）的上口部装有带檐圆柱（3），带檐圆柱（3）是由顶檐（31）和装在顶檐下部的柱体（32）构成的一体结构，顶檐（31）卡在制样模具的上口部，柱体（32）伸入制样模具（4）的腔体内，柱体（32）的下端面和制样模具（4）的底面之间的腔体构成试样的压制空间，千斤顶（2）施加上顶压力，作用于制样模具（4），制样模具（4）上移，当装在制样模具（4）上的带檐圆柱（3）的顶檐（31）与压盘（15）相接触时，对带檐圆柱（3）产生向下的压制力，从而对装在压制空间内的试样进行压制。

2.根据权利要求1所述的可控密度式土工三轴制样器，其特征在于，所述的顶檐（31）的上端面与压盘（15）的下端面正对。

3.根据权利要求1所述的可控密度式土工三轴制样器，其特征在于，所述的螺旋轴（14）伸出上圆盘上部的一端上装有转轮（14）。

4.根据权利要求1所述的可控密度式土工三轴制样器，其特征在于，所述的制样模具（4）包括模具体和导筒（43），模具体为上部开口的圆形中空结构，导筒（43）两端开口的管状结构，导筒（43）和模具体口部相对，上下拼装在一起，构成拆卸式的一体结构，模具体和导筒（43）的内径相同，所述的带檐圆柱（3）有3个，分别为第一带檐圆柱（3a）、第二带檐圆柱（3b）和第三带檐圆柱（3c），第一带檐圆柱（3a）的柱体高度为h₁，第二带檐圆柱（3b）的柱体高度为h₂，第三带檐圆柱（3c）的柱体高度为h₃， 模具体内腔的高度为H₁，导筒（43）的内腔高度为H₂，其中，h₃=H₂ h₂-H₂=2H₁/3，h₁-H₂=H₁/3,

使用时，将已备土样按质量平均分成三份，先将其中一份已备土样装入压制空间，在导筒（43）的上口部装上最长的第一带檐圆柱（3a），千斤顶（2）施加上顶压力，作用于模具体的底部，制样模具上移，当装在导筒（43）上的第一带檐圆柱（3a）的顶檐与压盘（15）相接触时，对第一带檐圆柱（3a）产生向下的压制力，在导筒的导入作用下，柱体对装在压制空间内的土样进行压制，压制后土样的厚度为模具体内腔的高度的1/3，千斤顶回位，卸下第一带檐圆柱（3a）；

将第二份已备土样装入压制空间，在导筒（43）的上口部装上次长的第二带檐圆柱（3b），千斤顶（2）施加上顶压力，作用于模具体的底部，制样模具上移，当装在导筒（43）上的第二带檐圆柱（3b）的顶檐与压盘（15）相接触时，对第二带檐圆柱（3b）产生向下的压制力，在导筒的导入作用下，柱体对装在压制空间内的土样进行压制，压制后土样的厚度为模具体内腔的高度的2/3，千斤顶回位，卸下第一带檐圆柱（3a）；

将最后一份已备土样装入压制空间，在导筒（43）的上口部装上最短的第三带檐圆柱（3c），千斤顶（2）施加上顶压力，作用于模具体的底部，制样模具上移，当装在导筒（43）上的第三带檐圆柱（3c）的顶檐与压盘（15）相接触时，对第三带檐圆柱（3c）产生向下的压制力，在导筒的导入作用下，柱体对装在压制空间内的土样进行压制，压制后土样的厚度与模具体内腔的高度相等，即得，从而实现三轴试样的均匀分层制样，能够较为精确的进行试样密度控制，制备试样均匀、完整且光滑，密度满足设计要求。