[实用新型]一种土工试验中圆柱形土体试样制备器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种试样制备器，尤其是涉及一种土工试验中圆柱形土体试样制备器。

背景技术

作为研究土体的物理力学特性的重要手段之一，室内土工实验主要包括：（1）土的物理性质试验；（2）土的水理性质试验；（3）土的力学性质试验（静态）；（4）土的动力性质的室内试验。根据土的力学特性试验结果，勘察设计单位就会结合地基和岩土环境的特点设计出合理的施工方案，因此土工试验是土木工程建设的主要环节之一。在研究土的力学性质时，通常会取一定的土单元来进行研究。例如土的力学性质试验（静态）中的无侧限抗压强度试验、三轴试验。一般情况下，土体可视为连续均匀的，所以土体受到的周围压力一般也是均匀的。柱体内表面是光滑圆面，内部受力均匀，因此，可以用圆柱形装置来制备土样，模拟土体四周的均布受压状态。

目前，普遍采用一种称为“三瓣膜”的制备仪器来制作柱状土试样，该设备由三瓣膜（将一金属圆筒均分为三块）﹑套箍﹑底座和击实仪器构成。在制作试样时，首先在三瓣膜内侧均匀涂刷一层凡士林；然后将三瓣膜拼装成柱状；安装到底座，底座下预先放一块透水石；套好套箍；最后进行土体击实，完成试样制备。然而，传统三瓣膜存在以下缺陷：（1）三瓣膜制样仪步骤繁多，大大降低了试样制备的效率；（2）三瓣膜上下端口尺寸有略微不同，在组装成筒状时很难分清上下端面，给组装带来了极大的困难；（3）在制备含水率较高的土体试样时，由于土体与圆柱内壁有很大的粘滞阻力，导致难以脱膜，甚至土体试样破损；（4）在分层击实土体时，由于击实用力并不完全均匀，又难以看到土体压实的过程，可能导致某些部位未被填实，使制备出来的土体试样不均匀。因此，对传统三瓣膜进行改进设计一种制样精度高、操作简便的制样仪是目前室内土工试验领域亟需解决的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种易脱膜﹑易拼装﹑制样过程可视化﹑土体高度可直接量测，提高了制样效率和试样质量的土工试验中圆柱体试样制备器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种土工试验中圆柱形土体试样制备器，包括空心圆柱筒和底座，还包括长直螺栓，所述的空心圆柱筒由呈半圆形的第一单瓣膜和第二单瓣膜围成，所述的第一单瓣膜顶部两端分别朝外侧水平延伸出第一螺帽构件，所述的第二单瓣膜的顶部两端分别朝外侧水平延伸出第二螺帽构件，所述的第二螺帽构件紧贴在所述的第一螺帽构件的正下方，所述的长直螺栓依次穿过所述的第一螺帽构件和所述的第二螺帽构件与所述的底座固定连接。

所述的底座上设置有螺栓连接孔，所述的螺栓连接孔与所述的长直螺栓通过螺纹固定连接。

所述的底座呈空心圆筒状，所述的底座的中央空心处设置有透水石，所述的透水石位于所述的空心圆柱筒与所述的底座之间。

所述的第一单瓣膜和所述的第二单瓣膜上均设置有刻度，所述的刻度的最小值为1mm；所述的刻度的零点位于所述的透水石的顶部。

所述的试样制备器还包括试样击实器，所述的试样击实器由一体连接的圆柱体压力块和导杆构成，所述的圆柱体压力块的直径小于所述的空心圆柱筒的内径。

所述的空心圆柱筒的内径为40mm，高为80mm，壁厚5mm。

所述的第一单瓣膜、所述的第二单瓣膜、所述的底座和所述的长直螺栓均由PC透明塑料制成。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型公开了一种土工试验中圆柱形土体试样制备器，包括由呈半圆形的第一单瓣膜和第二单瓣膜围成的空心圆柱筒、底座和长直螺栓，第一单瓣膜顶部两端分别朝外侧水平延伸出第一螺帽构件，第二单瓣膜的顶部两端分别朝外侧水平延伸出第二螺帽构件，第二螺帽构件紧贴在第一螺帽构件的正下方，长直螺栓依次穿过第一螺帽构件和第二螺帽构件与底座固定连接。试样的高度可以通过刻度直接读出；双瓣膜柱体试样制备器组装容易﹑简便，提高了制备效率；采用长直螺栓来固定两个单瓣膜与底座，固定方式简单﹑牢固；在每个单瓣膜两侧各延伸出一个螺帽构件，一是用于旋入螺栓，二是用于脱膜时在两侧各有一个受力点，当试样与筒壁间粘滞阻力较大时，使脱膜更加方便，对试样的损伤更小，从而提高制备试样的质量，减小实验误差；单瓣膜采用PC透明塑料制成，使得制样过程可视化，能够保证制出的土体试样密实﹑均匀，并且底座和长直螺栓也由PC透明塑料制成，使得整个装置的质量大大减小。

附图说明

图1为本实用新型圆柱体试样制备器的结构示意图；

图2为本实用新型长直螺栓结构的示意图；

图3为本实用新型第一单瓣膜的结构示意图；