[发明专利]可移动式漏砂装置及利用其制备砂土的制样方法

说明书

本发明公开了一种可移动式漏砂装置，包括两对称设置的固定导轨、可沿固定导轨滑动的一对移动导轨以及可移动设置在移动导轨上的漏砂装置，该漏砂装置包括自上而下连接的集砂漏斗、出砂导管和出砂头，所述出砂导管通过漏斗固定装置与移动导轨相连接。该可移动式漏砂装置利用固定导轨和移动导轨，使得漏砂装置在模型箱上方可前后左右全方位自由移动，有效覆盖模型箱不同角落砂土填筑，摒弃了常规模型箱填砂过程局部填砂和人工振捣的复杂工序，有效克服常规方法填筑不均匀的缺点。

技术领域

本发明涉及室内砂土模型试验装置及其制样方法，尤其涉及可移动式漏砂装置及利用其制备砂土的制样方法。

背景技术

在工程领域，为了评估一些工程安全可靠性，往往需要开展模拟实际工程的现场试验或室内模型试验，鉴于现场试验成本较高且周期较长，大多数情况采用室内模型试验进行研究。而砂土可重复使用，且级配和强度指标等参数较容易控制，使得砂土作为室内模型试验首选的土样。然而，砂土试样的制备良好与否直接关系到试验结果的可靠性程度。目前，室内模型试验主要采用振动法、击实法、插捣法和砂雨法等方法进行制备砂土试样。其中振动法、击实法与实际回填砂土工序相似，但其并不能直接应用于大型室内模型实验；而砂雨法可以较好地模拟自然沉积形成的天然砂土层，其成型试样与实际的天然砂层更为接近，便于在室内模型实验中应用，制样可靠性较好。虽然目前已出现一些砂雨法装置，但是目前已有的砂雨法制样装置一方面无法随时根据模型箱宽度进行调整漏砂装置位置，另一方面无法有效控制出砂口的流速和流量大小，而且随着砂土的流出或者模型箱高度的变化，流出的砂土密实度和均匀性难以控制，出砂口流速和流量发生变化，导致制备砂土试样不均匀，难以满足试验要求。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种可有效覆盖模型箱每一角落砂土填筑、克服砂土密实度不均匀等现象、同时可制备不同模型箱大小砂土试样和不同密实度要求的砂土试样的可移动式漏砂装置。

本发明的另一个发明目的是提供利用该可移动式漏砂装置制备砂土的制样方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明所述的一种可移动式漏砂装置，包括两对称设置的固定导轨、可沿固定导轨滑动的一对移动导轨以及可移动设置在移动导轨上的漏砂装置，该漏砂装置包括自上而下连接的集砂漏斗、出砂导管和出砂头，所述出砂导管通过漏斗固定装置与移动导轨相连接。该可移动式漏砂装置利用固定导轨和移动导轨，使得漏砂装置在模型箱上方可前后左右移动，有效覆盖模型箱不同角落砂土填筑，摒弃了常规模型箱填砂过程局部填砂和人工振捣的复杂工序，有效克服常规方法填筑不均匀的缺点。

其中，所述漏斗固定装置包括四块相互呈垂直分布的钢板、位于钢板外侧边可沿移动导轨侧壁滑动的侧向滑轮和位于钢板底边可沿移动导轨底面滑动的底部滑轮。

优选的，所述出砂导管上、靠近集砂漏斗处设有出砂流量开关，该出砂流量开关包括位于出砂导管内、与该出砂导管横截面同心设置的开关圆板以及一端与开关圆板相连接、一端伸出出砂导管的开关柄；其中转动开关柄可带动开关圆板绕其中心线旋转，改变开关圆板的水平夹角大小。本发明的出砂导管的上部设置有出砂流量开关，可根据出砂用量要求转动开关柄，调整开关圆板的水平夹角，实现出砂导管横截面的砂量控制，随时开启出砂流量开关大小，调整单位时间内的出砂量，克服了常规方法砂土填筑局部高低不均等缺点。

再者，所述出砂导管的下部套设有至少1层的可伸缩导管。该可移动式漏砂装置中出砂导管下部设置了可伸缩导管，可根据所需砂土密实度要求拉伸可伸缩导管，调整出砂口与模型箱砂面的落距，克服了常规填砂方法中填筑砂土密实度不均匀和整体性较差等缺点。

进一步，所述出砂头与可伸缩导管的外壁螺纹连接，该出砂头的内部设有一倒三角锥形分砂器。本发明中出砂头内设置了倒三角锥形分砂器，可有效将导管内的砂土进行分流，呈环状均匀洒落，使洒出的砂土试样密实度均匀，克服了常规方法出砂成直线洒落飞溅导致砂样不均匀的缺点。