[发明专利]一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法

说明书

本发明公开了一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法，至少包括四根钢管，底板固连在钢管上，底板上设置有电动千斤顶；板件一滑动连接在钢管上，板件一上固连施压装置，板件二固连在钢管上，板件二上连接若干个制土模具，顶板固连在钢管上，顶板上设置有若干个干湿循环模具，顶板的一侧开设有插槽，插槽中连接插板后，干湿循环模具与制土模具不相通，干湿循环模具的顶端向内伸入连接有水管；本发明通过电动千斤顶将土体一次性压入制土模具中，制样完成后，电动千斤顶可将试样推至可视化的干湿循环模具中进行干湿循环试验，并通过压力传感器可对试样的含水率变化，裂隙发育等进行监测，可实现自动制样、脱模及干湿循环试验。

技术领域

本发明属于岩土工程土工试验技术领域，具体涉及一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法。

背景技术

三轴试验虽然操作简单且快捷，但三轴试样的制备却需要试验人员花费较多时间，如果采用常规的制土器进行制样，随后再进行干湿循环试验，会极大地延误科研试验的进度，因此需要进行批量干湿循环后的试样制样装置的开发。

目前虽然已有可批量制作试样并脱模的制土器，如公开号为CN 111781050 A，发明名称为一种土体重塑样的制样脱模装置及使用方法，该装置采用双面压样配合带有刻度的模具，使获得的试样的均匀性与密度可以得到很好地控制，且制样、脱模一体化实现。但此类装置并不能够直接制作出经历多次干湿循环后的试样，仍然需要试验人员花费大量的时间进行后续的干湿循环试验装置布置、含水率监测、自然风干等一系列操作。

发明内容

本发明要解决现有三轴试样制备装置不能进行干湿循环的缺陷，提供一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置及方法。

本发明采用如下技术方案：

一种能进行干湿循环的三轴试样批量制作装置，至少包括四根钢管，四根钢管均相互平行且竖向设置，四根钢管上自下而上依次连接有底板、板件一、板件二和顶板，底板固连在钢管上，底板上设置有电动千斤顶；板件一滑动连接在钢管上，板件一的上底面上固连有若干个竖向设置的钢筋，钢筋的顶端固连有带压力传感器的圆形压头；

板件二固连在钢管上，板件二上开设有若干个贯穿板厚的通孔一，通孔一与圆形压头对应匹配设置，板件二的上底面上位于每个通孔一处设置有一个制土模具，若干个制土模具均相互平行且竖向设置，制土模具的两端均敞口，制土模具的顶端与顶板接触；

顶板固连在钢管上，顶板上开设有若干个贯穿板厚的通孔二，通孔二与制土模具对应匹配设置，顶板的上底面上位于每个通孔二处设置有一个干湿循环模具，若干个干湿循环模具均相互平行且竖向设置，干湿循环模具的两端均敞口，干湿循环模具的底端与制土模具相通，顶板的一侧开设有插槽，插槽与通孔二相通，插槽中活动式连接有插板，插槽中连接插板后，干湿循环模具与制土模具不相通，干湿循环模具的顶端向内伸入连接有水管；

电动千斤顶的伸缩端推动板件一在钢管上滑动，推动圆形压头伸入制土模具内进行制样，制样完成后，电动千斤顶的伸缩端继续推动圆形压头伸入制土模具内，将制成的土样推入干湿循环模具中。

本装置具有装配简单，可操作性强，可实现自动化制样、脱模并进行干湿循环试验的特点。借助此设备可显著缩短科研人员的制样时间，提高试验效率，避免不必要的人力成本，为岩土工程室内试验的试样制备提供了新的思路。

优选地，电动千斤顶位于底板正中心位置。

优选地，干湿循环模具的顶端水管上设置有调节出水大小的滑轮。

优选地，四根钢管与底板之间螺纹连接，板件一与钢管通过滚轮、凹槽滑动连接，板件一与钢管连接的安装孔内侧连接有滚轮，钢管上开设凹槽，板件一的滚轮滑动连接在钢管的凹槽中；

连接板件二和顶板处的钢管上开设有径向的螺纹孔，相应地板件二和顶板处开设有螺纹孔，穿过板件二或顶板的螺纹孔向钢管中拧设螺栓，将板件二和顶板固定连接在钢管上。