[实用新型]一种重塑软黏土空心圆柱试样内芯切削器

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域中试样制备技术，尤其是涉及一种重塑软黏土空心圆柱试样内芯切削器。

背景技术

随着工程建设的发展，复杂动力作用下土体力学响应特性的研究日趋重要。空心圆柱试样使得复杂应力路径的室内模拟得以实现，为研究包括主应力轴旋转在内的复杂应力条件下土体基本性状提供了前提条件。

原状试样能够反映出原位地基土的结构特性、应力状态和应力历史等，是室内试验的首选试样，中国专利ZL 200710070117.7和ZL 200710070119.6分别发明了原状软黏土空心圆柱试样的制样方法和内芯切削器，但原状试样制样过程复杂、繁琐，室内研究多采用土样一致、性质均一的重塑试样。室内重塑软黏土空心圆柱试样的制样方法通常采用固结法，主要包括压力固结和真空固结，20世纪80年代室内黏土试验常使用泥浆加压固结法制样，其后，随着真空预压技术的发展，提出了重塑软黏土的真空固结制备法，密封土样在真空负压作用下实现排水固结，固结时间短，能够制备大量比较均匀的样品。通过对真空固结技术进行了改进，现在又提出了一种增设竖向排水通道的真空固结法制备重塑土试样的装置，此类方法可直接制备具有空心的土样，重塑软黏土空心圆柱试样的制备方法正朝着直接制备出具有标准外径、内径的空心圆柱试样发展。目前，由于装置制作技术难度及成本的限制，在实际室内制样壁厚尺寸的设置时，通常预留一定厚度，即采取制备内芯尺寸小于标准尺寸的方式制备试样，待制样完成后，通过对空心内壁进行二次切削的来确保试样尺寸精准、土体性质均一。

专利ZL 200710070119.6发明的内芯切取器切取内芯时具有以下不足：（1）切取过程采用人工推进螺旋上升方式，需要人员凭经验控制旋转每圈切进量，切进过大时对试样扰动过大，切进过小则切取时间过长，对试样内壁摩擦作用时间长；（2）切削过程中钻杆只有一个着力控制点，且试样较高，切进过程中无法始终保持切取器完全竖直，切取的内壁易倾斜，尤其是无法准确定位顶部取芯圆心，导致了顶部壁厚相差较大。对已有非标准尺寸内芯的重塑软黏土空心圆柱试样目前采用专利ZL 200710070119.6发明的内芯切取器切取内芯，为克服以上所述不足，本实用新型提供一种针对已有非标准内芯重塑软黏土空心圆柱试样的内芯切削器。

发明内容

针对以上现有切取技术的不足，本实用新型目的是提供一种针对已有非标准内芯重塑软黏土空心圆柱试样的内芯切削器。本实用新型实现了准确控制旋转每圈切进量，准确定位试样上下取芯圆心，切削过程始终保持切削器完全竖直，能成功制备具有标准内芯尺寸的空心圆柱试样。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种重塑软黏土空心圆柱试样内芯切削器，包括：可拆卸式削土刀、带刃口护筒、可拆卸式盛土托、可拆卸式护筒底座、螺杆、定位螺母和设有定位凹槽的内芯定位板等。可拆卸式削土刀由外缘刀锋片和带梯形卡槽的刀柄组成；螺杆依次穿过盛土托、护筒、护筒底座，通过螺丝将三者固定在螺杆上；上、下定位螺母旋进螺杆适当位置，通过螺丝将定位螺母固定在上、下内芯定位板的定位凹槽内。

所述的外缘刀锋的上下棱为梯形状，插入反梯形状的刀柄中，根据刀锋上的刻度调整插入量，以控制削土刀切削内壁直径，通过固定螺丝旋进对外缘刀锋的反力使得刀锋和刀柄牢固连接。

所述的刀柄设有带螺纹的柄端，可直接旋进螺杆，柄端放置适量垫片控制旋进量，使得外缘刀锋片竖直。

所述的上、下内芯定位板设有定位凹槽，凹槽中打设螺纹孔，通过固定螺丝可将定位螺母固定在凹槽中，凹槽中设有同心的螺杆穿孔，其直径大于螺杆直径10 mm。

所述的上、下定位螺母内直径与螺杆严密配套，定位螺母周边设有定位孔，通过螺丝可将定位螺母固定于定位板上，准确定位切削器上下取芯圆心。

所述的螺杆与定位螺母直径严密配套，安置削土刀和护筒的中间段，不设置螺纹并打设固定削土刀和护筒的螺纹孔，转动螺杆可实现内芯切削器螺旋式上升切削试样。螺杆的长度需满足切削过程中螺杆始终不脱离上下定位螺母。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构平面图；

图2（a）是本实用新型的可拆卸式削土刀平面图；

图2（b）是本实用新型的螺杆平面图；

图3（a）是本实用新型的定位螺母剖面图；

图3（b）是本实用新型的定位螺母俯视面图；

图4（a）是本实用新型的内芯定位板俯视面图；

图4（b）是本实用新型的内芯定位板剖面图；