1.一種砂土體沖擊荷載試驗(yàn)裝置,其特征在于,包括控制箱(1)、下落組件和模具筒組件;
所述模具筒組件包括裝樣筒(5)、對開套筒(6)和底座(7);所述裝樣筒(5)是由若干個鋼化玻璃環(huán)(501)疊加組合而成的空心圓柱體;所述對開套筒(6)可軸向?qū)ΨQ地拆分為兩片對開模(601);所述兩片對開模(601)可嚴(yán)密合實(shí);所述裝樣筒(5)塞入對開套筒(6)內(nèi);所述對開套筒(6)外部套有若干個緊箍環(huán)套(602);所述緊箍環(huán)套(602)將對開套筒(6)夾緊;所述對開套筒(6)下端與底座(7)相連;試驗(yàn)時,裝樣筒(5)內(nèi)裝有土樣;
所述控制箱(1)包括殼體Ⅰ(101)、殼體Ⅱ(102)和固定盤(103);所述殼體Ⅰ(101)和殼體Ⅱ(102)均為中空長方體;所述殼體Ⅱ(102)上開設(shè)有貫穿殼體Ⅱ(102)上下表面的定位孔;所述殼體Ⅰ(101)的一側(cè)為平面(A);所述殼體Ⅱ(102)和固定盤(103)與平面(A)固定連接;所述殼體Ⅱ(102)位于殼體Ⅰ(101)上端,固定盤(103)位于殼體Ⅰ(101)下端;試驗(yàn)時,模具筒組件通過底座(7)連接固定在固定盤(103)上;
所述殼體Ⅰ(101)和殼體Ⅱ(102)中空部分連通,共同組成控制箱(1)的內(nèi)腔;所述控制箱(1)的內(nèi)腔中具有控制系統(tǒng);所述平面(A)上還布置有縱向傳送帶(104);所述傳送帶(104)與控制系統(tǒng)相連;所述傳送帶(104)上固定有卡頭(1041);
所述下落組件包括所述擊錘導(dǎo)桿(2)和擊錘(3);
所述擊錘導(dǎo)桿(2)包括桿體(202)和錘座(203);所述桿體(202)上端穿過殼體Ⅱ(102)的定位孔,并通過定位銷(1021)固定;所述桿體(202)下端與錘座(203)連接。試驗(yàn)時,錘座(203)伸入裝樣筒(5)內(nèi);所述桿體(202)上具有縱向卡槽(2021);所述卡槽(202)中卡合固定有定位塊(201);所述定位塊(201)為楔形卡塊;所述定位塊(201)可沿卡槽(202)上下移動;
所述擊錘(3)上具有限位孔(301);所述限位孔(301)貫穿擊錘(3)的上下表面;所述擊錘(3)套裝在桿體(202)上,桿體(202)穿過限位孔(301);所述擊錘(3)內(nèi)水平鑲嵌有可伸縮凸塊(8);所述可伸縮凸塊(8)中部具有供擊錘導(dǎo)桿(2)穿過的孔洞Ⅰ(801);所述可伸縮凸塊(8)的兩端均伸出擊錘(3)的側(cè)壁;所述可伸縮凸塊(8)一端搭設(shè)在卡頭(1041)上,另一端開設(shè)有供頂推彈片(9)穿過的孔洞Ⅱ(802);所述頂推彈片(9)一端固定在擊錘(3)的側(cè)壁上,另一端伸出孔洞Ⅱ(802);
工作時,控制系統(tǒng)驅(qū)動傳送帶(104)運(yùn)轉(zhuǎn),傳送帶(104)通過卡頭(1041)引導(dǎo)擊錘(3)沿桿體(202)桿體上行;當(dāng)擊錘(3)上移至上止點(diǎn)時,定位塊(201)推動可伸縮凸塊(8)回移,致使可伸縮凸塊(8)脫離卡頭(1041);擊錘(3)沿桿體(202)自由下落并沖擊錘座(203);擊錘(3)下落過程中;頂推彈片(9)推動可伸縮凸塊(8)伸出;擊錘(3)完成沖擊;傳送帶(104)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈后,卡頭(1041)再次帶動擊錘(3)向上運(yùn)動,進(jìn)行循環(huán)沖擊試驗(yàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種砂土體沖擊荷載試驗(yàn)裝置,其特征在于:所述裝樣筒(5)和對開套筒(6)均采用透明可視化玻璃材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種砂土體沖擊荷載試驗(yàn)裝置,其特征在于:所述對開套筒(6)頂部設(shè)有限位部(6011);所述對開套筒(6)底部設(shè)有連接部(6012);所述連接部(6012)通過螺栓與底座(7)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種砂土體沖擊荷載試驗(yàn)裝置,其特征在于:所述裝樣筒(5)為內(nèi)徑4cm,外徑5cm,高度2cm;對開套筒(6)內(nèi)徑6cm,壁厚5mm,高度11cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種砂土體沖擊荷載試驗(yàn)裝置,其特征在于:所述控制系統(tǒng)包括交流電動機(jī)、齒輪和控制面板(1022)。
6.一種采用權(quán)利要求1所述砂土體沖擊荷載試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法,其特征在于:包括以下步驟:
1)將組裝好的裝樣筒(5)塞入對開套筒(6)中;使用緊箍環(huán)套(602)將對開套筒(6)夾緊后,將開套筒(6)與底座(7)固定連接;
2)按照試驗(yàn)要求制備土樣;將土樣裝入裝樣筒(5)內(nèi);調(diào)整模具筒組件的位置,并與固定盤(103)固定;
3)拔起定位銷(1021),將錘座(203)伸入裝樣筒(5)對土樣進(jìn)行壓密;
4)按設(shè)定試驗(yàn)工況進(jìn)行沖擊試驗(yàn);
5)錘擊結(jié)束后提起擊錘導(dǎo)桿(2),從固定盤(103)上取出模具筒組件;測定土樣的振后高度,拆除對開套筒(6);分別收集每一層鋼化玻璃環(huán)(501)內(nèi)的土樣,分別進(jìn)行顆粒破碎、相對密實(shí)度、級配演化分析等土工試驗(yàn)。