[发明专利]一种岩土模型试验件用制备装置及方法

说明书

本公开涉及一种岩土模型试验件用制备装置及方法，包括模具筒、能够从模具筒第一端开口插入的锤击件、以及可拆卸安装于第二端开口处的底座；还包括顶出机构，顶出机构包括可拆卸固定在第一端开口处的顶盖，顶盖中穿设有顶杆，顶杆能在直线驱动机构带动下，伸入模具筒中并沿模具筒的中心轴线做往复直线运动。本公开能够减少岩土模型试验件的制备难度，提高试验件的制备质量。

技术领域

本公开属于岩土工程技术领域，具体涉及一种岩土模型试验件用制备装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

模型试验现已成为岩土工程领域重要的科研手段之一，在模型试验中，能否配备良好的相似材料，进而制作试件关系到模型试验的成败。为了找到合适的材料配合比，需要制备不同材料配合比的试件进行抗压强度测试等各种物理力学性质测试。

试件通常是用石英砂、碳酸钙、铁粉、石膏粉、硫酸钡等材料作为骨料，用水泥、水玻璃、水等材料作为胶结剂，使用硅油等材料作为调节剂，按照一定的比例混合并搅拌均匀，再填入试件模具中夯实后脱模，并在常温的条件下进行养护后进行各项力学性质测试。

发明人了解到，现有的柱状试件模具常采用两个半圆筒状侧壁由圆筒箍箍住后固定在底板上的形式，这种形式的模具制作试件的过程繁琐，特别是在脱模的过程中圆筒箍难以取下，且为使圆筒箍松动而采取的敲击方式易使试件内部出现裂纹而使试件裂为两半。

同时，在夯实的过程中，液体性质的配比材料容易沿半圆筒之间的缝隙渗出，从而造成相似材料配比改变。在分开两个模具侧壁的过程中，试件相似材料在夯实后很容易粘附在模具侧壁，在脱模时极易出现试件边缘缺损开裂的情况。

发明内容

本公开的目的是提供一种岩土模型试验件用制备装置及方法，能够至少解决上述技术问题之一。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供一种岩土模型试验件用制备装置，包括模具筒、能够从模具筒第一端开口插入的锤击件、以及可拆卸安装于第二端开口处的底座；还包括顶出机构，顶出机构包括可拆卸固定在第一端开口处的顶盖，顶盖中穿设有顶杆，顶杆能在直线驱动机构带动下，伸入模具筒中并沿模具筒的中心轴线做往复直线运动。

作为进一步的改进，所述模具筒竖向设置，模具筒的上端开口处可拆卸安装有所述顶盖或锤击件，下端开口处可拆卸安装有所述底座。

作为进一步的改进，所述顶杆的一侧具有一列沿顶杆延伸方向的齿牙，顶盖与支撑架固定，支撑架与齿轮转动连接，齿轮与齿牙啮合以驱动顶杆的运动，齿轮的端面处固定有转杆，转杆用于驱动齿轮的运动。

作为进一步的改进，所述支撑架处转动连接有滑轮，滑轮安装在顶杆背离齿轮的一侧，滑轮用于实现顶杆运动时的导向；在顶杆朝向远离模具筒方向运动至极限位置时，转杆背离齿轮的一端倾斜朝向滑轮的一侧伸出，以使得转杆下压的动力能够提供给模具筒向下的压力。

作为进一步的改进，所述模具筒的上端开口处设有外螺纹，顶盖中具有与外螺纹啮合的内螺纹，以实现顶盖与模具筒的可拆卸固定。

作为进一步的改进，所述锤击件包括相互固定的台座与锤头，锤头的横截面形状及尺寸与模具筒内腔的横截面形状及尺寸相适配，台座的形状及尺寸被设置为：台座无法伸入模具筒的内腔；

所述台座中设有螺孔，锤头的一端为螺纹段，螺纹段与螺孔通过螺纹连接，螺纹段旋入螺孔的深度可调，以调节锤头伸入模具筒内腔的深度。

作为进一步的改进，所述模具筒具有圆筒形内腔，模具筒的内壁处贴附有环形柔性板，环形柔性板能够发生弹性变形，以改变内腔的尺寸，模具筒的侧壁处设有上窄下宽的半圆环形导向槽，导向槽中安装有半圆环形压板，半圆环形压板能够压紧在环形柔性板一侧；半圆环形导向槽中安装有楔形块，楔形块能够在竖向运动的过程中，压紧或放松半圆环形压板，楔形块能够通过驱动组件驱动以实现上下运动。