[发明专利]一种升降式原状土三轴试样制样工艺

权利要求书

1.一种升降式原状土三轴试样制样工艺，其特征在于，包括以下步骤：首先，根据土样特性，判断土样的硬度，确定切削机构的切削转速；然后，将土样安放在升降机构上，土样可在升降机构的带动下上升，通过切削机构的环形切削刀片自身旋转对逐渐上升的土样进行切削，完成三轴试样的初步制作；最后，降低升降机构高度，取出试样，按所需高度进行处理，完成试样制备；

所述的升降机构包括一液压升降台，用于承载土样，一液压升降柱，液压升降台随液压升降柱作上下升降运动，一升降控制开关和一速度控制开关，分别控制液压升降台的升降状态和升降速度；

所述的液压升降台为一个直径120mm、厚度20mm的圆饼；所述的液压升降柱为一个垂直可伸缩的圆柱体，液压升降柱与液压升降台中心在一条直线上；钉盘固接于液压升降台的上表面，中心与液压升降台中心对齐，所述的钉盘为一个直径120mm、厚度10mm的圆饼，上表面均匀布有间距10mm的钢钉，用于承载土样；

所述的切削机构包括一环形切削刀片，切削刀片固接于切削转盘内的转动链条上，连接齿轮与转动链条连接，转动马达通过转动轴与连接齿轮相连；

所述的切削刀片为由12根细长的针状钢钉所围成的上端直径为80mm、下端直径为39.1mm的环形刀片，等距固接于切削转盘内的转动链条上，通过转动马达驱动转动链条转动，带动切削刀片的转动。

2.根据权利要求1所述的一种升降式原状土三轴试样制样工艺，其特征在于：所述的升降控制开关控制液压升降柱的升降，分为上、中、下三个档位；开关位于中间档位时，为关闭状态；开关位于上档位时，为上升状态；开关位于下档位时，为下降状态；所述的速度控制开关用于控制液压升降柱的速度；分为上、中、下三个档位，开关位于中间档位时，为关闭状态；开关位于上档位时，为快速状态；开关位于下档位时，为慢速状态。

3.根据权利要求1所述的一种升降式原状土三轴试样制样工艺，其特征在于：在切削机构的上方设一限位机构，用于切削土样时的定位，限位机构包括一限位筒；限位筒固接于切削机构正上方，限位筒上顶盖安放在限位筒上顶面，限位圆盘安放在限位筒内部，限位杆一端固接于限位圆盘上表面，另一端通过限位筒上顶盖中心处孔洞。

4.根据权利要求3所述的一种升降式原状土三轴试样制样工艺，其特征在于：所述的限位筒为一个内直径为40.1mm、壁厚为3mm的空心圆筒，高度与试样高度匹配，下端固接于切削转盘上；所述的限位筒上顶盖为一个直径为40.1mm、厚度为3mm的圆饼，中心处有一个直径为4mm的孔洞；所述的限位圆盘为一个直径为40mm、厚度为3mm的圆饼，下表面均匀布有间距10mm的钢钉；所述的限位杆为一个直径为3.5mm的圆柱形长杆，下端固接于限位圆盘上表面的中心，上端通过限位筒上顶盖中心处孔洞。

5.根据权利要求1所述的一种升降式原状土三轴试样制样工艺，其特征在于：切削完成后，通过一承样机构将切削好的试样取出，所述承样机构包括弧形抓片、把手、衔接螺丝；所述的弧形抓片为两个相同的内直径为39.5mm、厚度为2mm的半圆筒；弧形抓片两侧对称安装把手，把手为L型构件，长边中心处有带螺纹的孔洞，把手共两个，短边一端对称固接于弧形抓片侧面；所述的衔接螺丝，直径与把手的长边中心处的孔洞匹配，两个把手通过衔接螺丝连接。

6.一种升降式原状土三轴试样制样工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、确定切削转速：

根据所需切削的原状土的液性指数来判断土的硬度，根据土壤硬度确定切削转速：

（2）、仪器准备：

将制样器平放在一个平整的平台上，观察水准气泡，调整调平螺母使仪器处于水平状态，将承样机构放置在仪器一侧，待切削完成后将试样取出；

（3）、固定原状土：

将待切削的原状土安放在钉盘的中心处，将限位杆向下移动，直至限位圆盘下表面与安放好的原状土接触；

（4）、切削土样：

启动转速开关：根据步骤（1）确定的切削转速，将转速开关调至相应档位，切削转盘开始工作，带动切削刀片转动；

启动升降控制开关和速度控制开关：将升降控制开关和速度控制开关均调至上档位，警示灯开始工作，亮绿色，液压升降台开始快速上升；

调节速度控制开关：当液压升降台上升高度超过40mm时，警示灯亮红色，此时待切削原状土顶部即将接触切削刀片，调节速度控制开关至下档位，液压升降台转为慢速上升；

暂停切削：当原状土被切削三分之一时，先调节升降控制开关至中间档位，警示灯熄灭，液压升降台停止升高，再调节转速开关至中间档位，转动链条停止工作，切削刀片不再转动；

切割残余土体：用钢丝锯切割已经被切削，但还连接在未切削处的残余土体；

继续切削：将转速开关调至下档位，切削转盘开始工作，切削刀片慢速转动，将升降控制开关调至上档位，液压升降台继续缓慢上升，在土样与切削刀片接触处，继续切削土样；

重复操作：每当原状土被切削三分之一时，重复、、三步，共两次；

停止切削：当原状土被切削完全后，先调节升降控制开关至中间档位，警示灯熄灭，液压升降台停止升高，再调节转速开关至中间档位，转动链条停止工作，切削刀片不再转动；

（5）、液压升降台复位：

先调节速度控制开关至上档位，再调节升降控制开关至下档位，警示灯开始工作，液压升降台开始快速下降；当液压升降台降至最初位置时，将升降控制开关调至中间档位，警示灯熄灭，液压升降台停止升降；同时，将速度控制开关调制中间档位；

（6）、取出土样：

将限位筒上盖取下，拔出限位杆，使限位圆盘与切削后的土样顶部分离，用弧形抓片包裹住切削后的土样，合拢把手向上拔，把切削完成后的土样从钉盘上拔出，对取出后的土样进行处理，切掉多余部分，仅保留80mm的高度，即完成了一个原状土试样的制作，将切削好的原状土试样放置在养护箱中以待使用。