[发明专利]一种手提式微型土工三轴仪教具

说明书

本发明公开了一种手提式微型土工三轴仪教具，在常规三轴仪的基础上进行改良，包括手动剪切装置、土样压力控制装置、土和水压力显示装置。通过控制围压罩的拆装，分别控制上导管和下导管与下排水通道、上排水通道和围压通道之间的组合切换连通，以及球阀一、球阀二、球阀三的启闭，实现三轴不固结不排水剪切试验、固结不排水剪切试验、固结排水剪切试验和有效应力原理、土体强度和变形的直观演示试验之间的自由转换。本发明可精确地对土样进行三轴试验，且仪器轻巧便携，整体结构合理，操作简单，保证教学直观生动，可广泛应用于土力学教学中，具有极大推广应用价值。

技术领域

本发明涉及一种土力学教学用具，具体涉及一种手提式微型土工三轴仪教具。

背景技术

《土力学》课程是土木工程专业的专业基础平台课，包含理论学习和实验教学两个部分。土力学中的大量理论来源于试验，如土的有效应力原理就是土力学的重要理论支柱，但该理论较为抽象，初学者难以理解，因此一般配合三轴试验讲解使学生有一个直观认识。三轴仪由内到外主要包括土样、围压罩和控制器等。但常规三轴仪设备较为笨重，在土样外部设置围压罩，学生难以直接感受土体的强度变化。且外界压力荷载通过复杂液压仪器进行加载，学生难以感受直观的压力荷载作用，且无法判断土样内孔隙压力的变化，导致无法学以致用。并且常规三轴仪的控制器大型且沉重，无法实现三轴仪的便携式携带，给课堂教学带来了较大影响。因此无论是理论学习还是实践学习都无法达到理想的教学效果。

发明内容

本发明为解决常规土工三轴仪不方便携带，无法用于课堂操作演示的教学问题，提供一种手提式微型土工三轴仪教具，本发明具有结构简单，体积小，重量轻，便于携带，同时，供电要求低，操作简单，可连续直观演示各类三轴试验的特点。

本发明的技术方案：

一种手提式微型土工三轴仪教具，在常规三轴仪的基础上进行改良；常规三轴仪包括荷载架1、立柱套2、顶帽3、乳胶圈4、透水石5、滤纸6、土样室7、土样8、乳胶膜9、固定螺栓一10、围压罩11、底部活动连接12、固定螺栓二14、活动横梁15、固定螺旋三16、接触头18、进(出)气孔19、球阀一20、围压通道21、球阀二23、下排水通道24、球阀三25、上排水通道27、样品安装座28、底板30；荷载架1的两个支脚底部设置于底板30上，上部通过活动横梁15连接，构成常规三轴仪的外部骨架；所述底部活动连接12安装在底板30上；土样室7安装在活动横梁15下部，两者间通过接触头18连接；固定螺栓一10用于固定底部活动连接12；固定螺栓二14用于固定荷载架1和活动横梁15；固定螺旋三16用于固定活动横梁15和接触头18；围压罩11设置于底部活动连接12和土样室7之间，围压罩11顶部设有进(出)气孔19，土样8安装在样品安装座28上，并与样品安装座28共同设置在围压罩11中间；土样8上下位置分别设置一组透水石5和滤纸6，便于土样8排水，土样8上部排水通过上排水通道27排出，土样8下部排水通过下排水通道24排出；所述球阀一20、球阀二23、球阀三25分别用于控制围压通道21、上排水通道27、下排水通道24的排水或排气。所述土样8上端通过顶帽3与接触头18连接，土样8外部通过乳胶膜9包裹。

一种手提式微型土工三轴仪教具，其特征在于，包括手动剪切装置、土样压力控制装置、土和水压力显示装置。

所述手动剪切装置包括涡轮蜗杆箱29、手轮13、活动加载头17；所述手动剪切装置安装在底部活动连接12下部；所述活动加载头17安装在接触头18与活动横梁15之间。所述手轮13与涡轮蜗杆箱29连接，通过转动手轮13，制动涡轮蜗杆箱29，使得涡轮蜗杆箱29顶杆上升。从而使得底部活动连接12上升，向土样8加载竖向作用力，实现模拟土样剪切。