[发明专利]一种旋降式原状土三轴试样的制样工艺

说明书

本申请涉及一种旋降式原状土三轴试样的制样工艺，属于土木工程学科的室内土工测试技术领域。采用旋降式切削方式进行制样，先根据土体资料，计算土体的液性指数，再选择对应的切削刀片的转速，然后将土样安放在钉盘上，通过控制升降开关和切削速度开关，使切削刀片完成升降和旋转，所述切削刀片旋转时，刀刃处围成一个较大直径的圆，通过切削刀片的自身旋转和升降对原状土样进行切削，完成试样的制作；本发明极大简化操作步骤，不会在切削过程中对原状土产生扰动，避免切土过程中的不确定因素和人为因素的影响，且精准高效的完成制样；相较于现有实验室中的原状土切土器，其制样效率提高2倍，制样时间约为15分钟。

技术领域

本申请涉及一种旋降式原状土三轴试样的制样工艺，属于土木工程学科的室内土工测试技术领域。

背景技术

目前，随着建筑行业的不断发展，工程之初就需要对现场原状土进行力学性质的确定，通常采用三轴力学试验，以便为建筑结构设计提供资料。原状土进行三轴力学试验测试时，需把现场取得的直径150mm高200mm的圆柱形土体制成标准试样，标准试样通常为直径39.1mm高80mm的圆柱体；为了减少制样过程对试样的扰动，必须使用合适的制样设备，通常被称为切土器或制样器。

目前，实验室中的制样器虽然拥有结构简单的优点，但也存在需要人工多、受制样人员操作熟练程度影响大、制样成功率低等问题。针对这些问题研究人员做出了两种改进方式：一种是手动式制样器，例如“一种扩大下钉盘的切土器-CN201520528779.4”通过对下钉盘进行扩大减少人为因素的影响，但作用有限。另一种是电动式制样器，例如“一种电动切土器-CN201320305738.X”通过一个旋转底座带动土样旋转，简化了操作步骤，但在制样过程中底座一直带动土样转动，极易导致土样变形，制样成功率低；双轴切削多尺寸切土器-CN201710665814.0通过增加组装配件，完成多种尺寸试样的制作，但需要更换制样工具，对操作人员的熟练度要求高，土样制作易失败。综上所述，目前，原状土制样设备存在操作步骤繁琐、受制样人员操作熟练程度影响大、制样效率低、制样过程中对土样扰动大、制样成功率不高等需要解决的问题。

基于此，做出本申请。

发明内容

本发明提供一种旋降式原状土三轴试样的制样工艺，以解决现有制样过程中存在操作步骤繁琐、受制样人员操作熟练程度影响大、制样效率低、制样过程中对土样扰动大、制样成功率不高等问题。

本发明采取的技术方案如下：

一种旋降式原状土三轴试样的制样工艺，其特征在于：采用旋降式切削方式进行制样，先根据土体资料，计算土体的液性指数，再选择对应的切削刀片的转速，然后将土样安放在钉盘上，通过控制升降开关和切削速度开关，使切削刀片完成升降和旋转，所述切削刀片旋转时，刀刃处围成一个较大直径的圆，通过切削刀片的自身旋转和升降对原状土样进行切削，完成试样的制作。

进一步的设置在于：

切削前，通过水准气泡和调平螺母，调整土样至水平，确保整个切削过程在水平面上工作，避免土样产生倾斜变形。

所述的切削方式采用两次切削：先采用刀刃内直径较大的切削刀片对土体进行第一次切削，然后更换切削刀片，用刀刃内直径较小小的切削刀片对土体进行第二次切削，完成三轴试样的制作。

所述的切削刀片包括两组，一组是刀刃内直径为150mm的圆，刀刃向里弯曲，与铅垂线成15°；一组是刀刃内直径为80mm的圆，刀刃向里弯曲，与铅垂线成35°。

所述切削刀片安装于切削转盘上，切削刀片通过旋转轴承与一旋转电机相连，在旋转电机的驱动下，切削刀片相对于切削转盘做旋转运动，切削转盘的两端安装有连接件，切削转盘通过升降轴沿升降通道做上下升降运动。

所述的钉盘为一个直径180mm，厚度10mm的圆饼，上表面均匀布有间距10mm的钢钉。