[发明专利]一种击实法三轴试样制备装置及方法

说明书

本发明涉及一种击实法三轴试样制备装置及方法，所述装置包括固定于底座上的固定架、动力提供装置与击样装置，所述动力提供装置包括通过传动带连为一体的带摇柄的传动轮、上从动轮和下从动轮，所述传动带上固定连接有提杆；所述击样装置包括击样筒、导杆和击锤，所述导杆的下端依次穿过位于击样筒上方的定位环和击锤与锤座连接，其上端穿过位于固定架顶板悬臂处的导杆固定板中心，所述定位环可分别与导杆以及提杆接触连接。本发明的装置及方法可以使得击锤的下落过程接近自由下落，并且每次下落的高度一致，消除了现有技术中导杆倾斜、各层击实过程不均匀等缺点，提高了试样的均匀性，同时使制样过程更加可靠、便捷。

技术领域

本发明涉及土工试验设备及方法，具体涉及扰动土三轴试样的制备装置及方法。

背景技术

三轴试验是土体力学性能测试的常用手段，其试样制备包括取土、风干、碾压、过筛、配土、制样等步骤，其中制样是关键环节。现有规程中推荐使用的三轴试样制备方法为分层击实法，即用带有击实板的击锤将土样在击实筒内分5层击实；击完最后一层后，将击实筒内试样两端整平即完成试样制备。由于每层土样的击实均由人工操作，在击实过程中容易出现操作者手部疲劳，击锤从手中滑落，导致各层土样击实功不等，影响试样的均匀性。同时也难保证击锤导杆在击实过程中保持竖直，致使各层土样表面不水平而需对试样端面进行整平处理，从而降低了试样端面表层的均匀性。针对上述问题，授权公告号为CN206974712U的实用新型专利设计了一种手摇式土方压实取样装置，包括装置支架与设于所述装置支架内的环刀，所述装置还包括：齿轮组，架设于所述装置支架上；摇手，连接所述齿轮组，用于驱动所述齿轮组转动；锤击锤，连接所述齿轮组，并通过所述齿轮组带动进而敲击所述环刀。虽然采用该装置，可以使得在转动摇手时驱动齿轮组以及锤击锤做往复锤击运动，但是由于锤击锤受到吊绳向上的拉力以及装置支架的摩擦力，并不能保证锤击锤每次敲击的力度完全一致。而现有技术中，另一授权公告号为CN204718863U的实用新型专利公开了一种土工试样打样器，包括固定基座、两立柱、横梁、齿轮、齿条机构、手柄、击锤及制样模具；所述的两立柱固定基座上，且两立柱的上端固定安装有一横梁；横梁中部安装有一导向杆及一齿轮安装座；所述的导向杆上设有导向套，所述的齿条机构的上端与导向套连接，齿条机构的下端与击锤连接；齿轮安装在齿轮安装座上，齿轮与齿条机构啮合，齿轮与手柄连接；制样模具安装在固定机座上，位于击锤的正下方。该装置虽然可以通过齿轮、齿条机构带动下方的击锤自由落体打样，且减少了试样与制样模具间的摩擦力，部分解决了制作试样过程中每层击实受力不均匀的问题，但是其采用的齿轮与齿条之间的摩擦力较大，尤其是在击锤朝下自由落体打样时，上述齿轮与齿条之间的摩擦力无疑将会影响击锤的自由落体过程，甚至中断自由落体过程，不仅影响试验数据准确性和可靠性，而且需要对该装置，尤其是齿轮齿条机构及时保养维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种结构简单，制样过程更加可靠便捷的击实法三轴试样制备装置及方法。

本发明的击实法三轴试样制备装置，包括固定于底座上的固定架、分别设于固定架和底座上的动力提供装置与击样装置，所述动力提供装置包括呈三角形分布固定于固定架上的传动轮、上从动轮和下从动轮，传动轮、上从动轮和下从动轮通过传动带连为一体，所述传动带上固定连接有提杆，所述传动轮上设有摇柄，固定架顶部为固定架顶板，其底面高于上从动轮的顶部；

所述击样装置包括通过拉杆由螺栓固定于底座上的击样筒、导杆和击锤，所述导杆的下端依次穿过位于击样筒上方的定位环和击锤与锤座连接，其上端穿过位于固定架顶板悬臂处的导杆固定板中心，所述定位环可分别与导杆以及提杆接触连接。

进一步，本发明的击实法三轴试样制备装置，所述上从动轮和下从动轮大小相同，且中心位于同一垂线上，传动轮位于上述垂线的左侧，与上从动轮和下从动轮呈等腰三角形分布。