[实用新型]一种可视化原状膨胀土空心圆柱试样制样仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于土样切割和提取上的一体化可视膨胀土空心圆柱试样制样仪。

背景技术

我国膨胀土的面积分布广泛，膨胀土在天然状态下呈坚硬至硬塑状态，强度高，同时具有吸水膨胀和失水收缩的性质。正是由于膨胀土的特殊性质给工程造成的危害逐渐增多。因此，对于原状膨胀土的试验研究日趋重要。然而原状膨胀土因其空心试样制备困难，现有仪器庞大价格昂贵等因素研究较少，在很大程度上阻碍了该类土体的试验和理论研究。如何制取原状膨胀土空心圆柱试样成为当下的一个问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，在原有软粘土空心制样仪的基础上，设置一系列直径大小的钻头，研制原状膨胀土空心圆柱试样制样设备，同时增设旋转器，用旋转器带动转盘转动，从而便于钢丝锯切取膨胀土的外壁。

本实用新型的主要技术特点在于：由旋转器、支架、削土器、钢膜、摄像头、电脑构成。其中，削土器由刀锋、一系列直径大小的螺旋钻头、钻杆以及护筒组成，刀锋又分为水平刀锋、边缘刀锋和内缘刀锋。

本实用新型的有益效果为：分别采用一系列直径大小的螺旋钻头，一次性有效的制备不同尺寸的原状膨胀土试样；钻头与护筒装置及摄像头结合，可有效切取土芯，防止土屑与孔壁黏附，且取芯过程对土产生的扰动、挤土影响小；旋转器带动转盘的转动，便于膨胀土外壁的切取，轻巧、方便、实用。

附图说明

其中，图1为原状膨胀土空心圆柱试样制样仪整体构造图，图2为削土器正视图。说明书附图中的图标为：

1——旋转器；2——支架；3——钢膜；4——削土器；5——摄像头；6——电脑；7——螺旋钻头；8——护筒；9——钻杆

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

一种可视化原状膨胀土空心圆柱试样制样仪，由旋转器1、支架2、钢膜3、削土器4、摄像头5、电脑6构成，其中削土器4由螺旋钻头7、护筒8、钻杆9组成，且支架2、钢膜3、护筒8、钻杆9均为不锈钢材质。钻头a直径为20mm，b直径为40mm，c直径为60mm，d直径为80mm，高度均为200mm；护筒a直径为60mm，高度为200mm，b直径为160mm，高度为400mm；钢膜a直径为100mm，高度为200mm，b直径为200mm，高度为400mm。圆盘圆心位置均有一直径为25mm的圆形印，是为标注放置原状膨胀土的位置，以保证钻头与原状膨胀土试样的轴心在一条直线上。

由于膨胀土天然状态下呈坚硬至硬塑状态，强度高，在外壁切削时手动转动不利于操作，这里设置旋转器，主要由电动马达构成，带动圆盘的转动从而便于膨胀土外壁的切削。

试样外壁切取

将膨胀土土块固定在转盘上，图中大、小钢柱位置由已确定的大、小试样外径确定，用钢丝锯沿制样台两侧钢柱进行切削，这样切削出的试样外径正好满足要求。制样过程中，旋转器带动转盘转动，便于土样切削。待试样外壁初步成形后，再用刮刀修光，即完成外壁切削。

试样取芯

取芯前，将钻杆套入护筒；松动刀锋定位螺丝，移动水平刀锋，使外缘刀锋到钻头中心点距离为试样内半径长度；将摄像头固定在支架上并与电脑相连。

内芯的切取：将切取器螺旋钻头与试样底部中心点接触，缓慢推动钻杆，使之作螺旋式推进，内、外缘刀锋则依据孔径要求将土屑与试样内壁分离，水平向刀锋则同步将切削土屑分割为条状，使之在重力作用下脱落。由于膨胀土有土屑与内壁不易分离的情况，钻头与护筒装置结合使用可有效切取土芯，防止土屑与孔壁粘附，且切割过程中对土体的扰动和挤土影响较小。