[发明专利]一种土柱制样机

说明书

本发明属于土工试验领域，公开了一种土柱制样机，包括底座、底座台架、限位组件、驱动组件、支撑支架、冲压板、模具板、弹簧、制样筒以及垫块，所述底座上端焊接有底座台架，所述支撑支架上端支撑着驱动组件，所述驱动组件驱动冲压板竖向滑动，所述模具板在底座台架之间水平滑动，所述制样筒放置在模具板上，所述垫块置于制样筒上侧，所述限位组件固定设置在底座台架上，所述弹簧下端与底座抵接，结构简单，操作方便，精准高效，制样过程中土柱受力均匀，制作的土柱高度、平整度和干密度基本一致，制作的土柱质量均能满足科研和高校土工试验的试验教学要求，且极大地提高了土柱的制作效率，节省了大量的人力。

技术领域

本发明涉及一种土柱制样机，属于土工试验技术领域。

背景技术

固结试验、直接剪切试验和密度试验都是常用的土工试验。通过固结试验可以获取土样在压力作用下的固结参数，用于评估土层在上部荷载作用下的沉降量和沉降时间，通过直接剪切试验可以获取土样的抗剪强度参数，用于评估土体的强度、进行稳定性计算分析，通过密度试验可以测定原状土的天然密度，无论是固结试验、直剪试验还是密度试验，在试验时都是以同等规格大小的土柱(直径6.18cm、高2.0cm)为试验对象，而对于高校土工试验，需要提前制作直径7.3cm、高2.5cm的圆饼形大土柱，以让高校学生在试验教学中通过使用环刀将直径7.3cm、高2.5cm的圆饼形大土柱制作成直径6.18cm、高2.0cm标准土柱，以满足直剪试验、固结试验和密度试验对试验土样的要求。

扰动土的试样制备是岩土工程试验中的一个基础的部分，土样制备是获得相关参数的必要步骤，土样制备质量与方法是其获得参数准确与否的关键与前提。

根据《土工试验规程》(SL 237-1999)规定，目前常用制样方法有三种：击样法、击实法和压样法。击样法是用击实方法将土击入环刀内，该方法虽简单易操作，但由于土样在击实过程中所受冲击荷载致使土的结构及其他相关物理力学性质受到影响，给后期研究带来偏差。击实法是将土样击实到所需密度后用推土器推出，然后用切土刀将土样切削成略大于环刀直径的土柱，将环刀垂直下压，边压边削，直至土样伸出环刀并修平两端余土。该方法虽然避免了在制样过程中冲击荷载对土样的影响，但操作复杂，且对人工操作技术要求较高，效率较低。压样法是将预先称量好的湿土装入环刀压样器中，然后通过静压力将土压入环刀内。压样法是扰动土制样的一个最常用的方法，操作相对简单且土体不会受到冲击荷载的扰动，但由于采用压样法时试样的高度、平整度和干密度均难以保持一致，土体内可能会形成孔洞，而且一般通过千斤顶提供静压力脱模，增加了操作工序，一次只能制作一个试样，效率较低，难以满足高校教学试验对圆饼形大土柱的需求量，也制约了土柱相关参数的稳定获得，阻碍了土柱物理力学等参数的深入研究与工程应用，故进行土柱制样设备的研制十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种土柱制样机，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明结构简单，操作方便，精准高效，制样过程中土柱受力均匀，制作的土柱高度、平整度和干密度基本一致，制作的土柱质量均能满足科研和高校土工试验的试验教学要求，且极大地提高了土柱的制作效率，节省了大量的人力。

为了实现上述目的，本发明提供一种土柱制样机，包括底座、底座台架、限位组件、驱动组件、支撑支架、冲压板、模具板、弹簧、制样筒以及垫块，所述底座上端焊接有底座台架，所述支撑支架上端支撑着驱动组件，所述驱动组件驱动冲压板竖向滑动，所述模具板在底座台架之间水平滑动，所述制样筒放置在模具板上，所述垫块置于制样筒上侧，所述限位组件固定设置在底座台架上，所述弹簧下端与底座抵接。

在一实施例中，所述支撑支架包括第一横梁、第二横梁、第三横梁、第四横梁、第五横梁以及帽型钢板，所述第一横梁和第二横梁分别对称焊接在冲压板两端，所述第一横梁和第二横梁上侧中央焊接有第三横梁，所述第三横梁中央上侧有一可竖直移动的丝杆，所述帽型钢板两底端台座分别焊接在第四横梁和第五横梁上，并以梅花形螺母加强固定，所述帽型钢板中央有一空心圆筒，所述丝杆穿过帽型钢板以及空心圆筒中央