[实用新型]一种硬粘土原状三轴样制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及硬粘土制样领域，特别是指一种硬粘土原状三轴样制备装置。

背景技术

强度指标是地基工程、边坡工程和地下工程设计的重要参数。土体材料的剪切强度问题也一直是土力学研究的热点。土力学中测定土体强度指标的方法主要有直接剪切实验和三轴剪切实验两种。直接剪切实验由于具有事先确定了剪切破坏面，不能测量孔隙水压力等缺点，导致不能准确表达其破坏强度。三轴剪切试验在剪切过程中试样受力情况明确，能控制和测定孔隙水压力等优点而应用范围较广。

在土力学中，就研究的复杂程度而言，粘性土的抗剪强度远比无粘性土复杂，原状土较重塑土复杂。在进行对土的强度特性的研究，大多采用均匀的重塑土样。但原状土和重塑土之间在结构上和应力历史上存在重大差异。对于边坡及基坑等工程而言，了解其原状土的强度参数对于工程开挖流程优化、工程支护设计方案、保证工程施工安全等具有十分重要的意义。

无论是进行地下工程、边坡工程还是基坑过程施工，土体力学参数测试必不可少。三轴样制备过程对于土体力学参数准确获得十分关键。如上所述，土的力学参数多通过三轴试验测试获得。在进行三轴试验前，均需按照规范要求进行三轴样的制备。对于重塑土而言，一般为将配制好土样通过击实与压实方法，分层击实或压实后获得不同干密度的均匀土样；但对于原状土三轴样制备，一般采用三轴样削样装置，即将一定形状原状土样（一般为长方体）放在削样器底座上，通过一个活动杆调整至所需土样直径后，将其旋紧，利用切土刀或钢丝进行三轴样制作。但对于硬粘土（如膨胀土等），其三轴土样制备具有如下问题：

（1）原状土中微裂隙遍布，在切削中常出现土样散掉或用钢丝切削不动等问题；

（2）由于其强度较大，在切削过程中用力较大，常造成拧紧的活动杆在竖向出现不垂直现象，从而导致切削取样不圆或土样不能使用的问题；

（3）中国专利CN201110024140.9可实现自动化三轴土样切削，效果良好；但其在切削过程中，需多次调整刀具等，最终达到所需土样尺寸。

此外，人工切削时耗费人力，且最终土样质量不一。

实用新型内容

本实用新型提出一种硬粘土原状三轴样制备装置，解决了现有技术中切削所得土样不圆、土样不能使用或切削过程中土样破坏的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种硬粘土原状三轴样制备装置，包括支架，支架为长方体框架，支架底部设有基座，基座上设有底板，底板中部设有下固定圆盘，下固定圆盘相对的上方设有上固定圆盘，上固定圆盘上设有导向杆，导向杆穿过刀具帽，刀具帽与中空螺旋刀具相连，刀具帽与进给导轨螺纹连接，进给导轨为螺纹杆，进给导轨穿过支架顶部与步进电机的输出端相连，步进电机位于顶部由控制器控制。

所述进给导轨、刀具帽、中空螺旋刀具、上固定圆盘和下固定圆盘的中心线相重合。

所述导向杆在上固定圆盘呈正三角形分布，下固定圆盘底部设有连接凸起，连接凸起与底板中部的定位孔相配合。

所述下固定圆盘与底板之间设有若干个钢珠。

所述下固定圆盘的直径大于上固定圆盘的直径，上固定圆盘与下固定圆盘上均匀分布有若干个钢针。

所述进给导轨与刀具帽螺纹配合，支架高于土样与导向杆高度之和，土样的高度小于中空螺旋刀具的高度。

本发明的有益效果在于：在准备进行切削土样表面涂抹石蜡，保护了土样免受外界因素的影响，增加了土样的整体性；在准备切削土样上表面放置水准泡，保证土样切削与土样沉积方向的一致性；在下固定圆盘下表面与支架底板上表面支架增加一圈钢珠，避免了切削过程中土样偏离中心线，保证土样切削的垂直性；三根导向杆在刀具帽上呈三角形分布，增加了切削过程中的稳定性，避免土样中心线偏离；采用中空螺纹刀具，使切削过程中土样完成切削部分受到刀具包裹，增加了切削土样的安全性；采用步进电机，可根据土样状态，调整转速满足切削要求，提高了土样制备装置的适用性；中空螺纹刀具刀刃与竖向中心线呈5°夹角，可便于排出土屑；自动化程度高，能提高制样效率。本发明结构设计巧妙，大大提高了工作效率，节约了制样时间，具有巨大的商业应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。