本發(fā)明涉及到土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中“三軸壓縮試驗(yàn)”試樣制備所采用的方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制作三軸試驗(yàn)試樣的三軸切土器裝置及其切土方法。

技術(shù)背景

隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展和交通、港口、碼頭等行業(yè)的蓬勃興起，巖土工程勘察在建設(shè)中發(fā)揮著必不可少的作用，在巖土工程勘察中，為了測定土體的抗剪強(qiáng)度，通常采用三軸壓縮試驗(yàn)的方法，而三軸試驗(yàn)方法中試樣的制備是一個頗為麻煩的環(huán)節(jié)，通常是將10cm的土樣固定在一個裝置上，通過旋轉(zhuǎn)切土臺人工一點(diǎn)點(diǎn)的切削試樣以達(dá)到三軸試驗(yàn)的試樣要求，在人工切削的過程中，效率低下，且人為操作，如鋼絲鋸的力度、切削的角度等影響都很大，很難保證對試樣不擾動，所以存在一定的弊病有待改進(jìn)，隨著工程量的增大，傳統(tǒng)的三軸試樣制備對人力的需求也就越來越大，越來越不能滿足工程的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種三軸切土器裝置，目的在于解決三軸壓縮試驗(yàn)試樣制備效率低下、耗費(fèi)人力物力大的缺點(diǎn)。該切土器不僅結(jié)構(gòu)簡單、拆卸容易、操作方便，而且成本低廉，在實(shí)際試驗(yàn)中效果較好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種三軸切土器裝置，其特征在于所述三軸切土器裝置包括

土樣約束裝置，所述土樣約束裝置包括底座以及安裝在底座內(nèi)的約束桶，所述約束桶用于裝設(shè)土樣；

切土器，所述切土器包括為與所述約束桶配合設(shè)計的三葉固定器，所述三葉固定器包括呈y形設(shè)置的三片薄形鋼片，所述三片薄形鋼片夾角內(nèi)剛性焊接三個圓管狀切土筒，所述切土器用于切削裝設(shè)在約束桶內(nèi)的土樣，并在圓管狀切土筒中形成三軸試樣；

推土器，所述推土器為與所述圓管狀切土筒配合設(shè)置的圓柱形結(jié)構(gòu)，用于將所述三軸試樣從管狀切土筒內(nèi)推出；

橡皮套環(huán)，所述的橡皮套環(huán)呈扁平環(huán)形設(shè)計，與圓管狀切土筒的內(nèi)徑一致，可套設(shè)在圓管狀切土筒底部，用于接收推土器推出的三軸試樣。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，土樣約束裝置的底座外輪廓為圓角矩形，且底座上有直徑略大于約束桶外徑的圓形凹槽，以使得約束桶得以順利安置在所述圓形凹槽內(nèi)，約束桶為和土樣直徑相當(dāng)?shù)膭傂蕴淄?，且?nèi)壁光滑。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，底座高度為0.8~1.5cm，圓形凹槽深度為1mm，約束桶高度為8~12cm。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述呈y形設(shè)置的三片薄形鋼片中任意兩片薄形鋼片之間的夾角為120°。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，切土器的三葉固定器中三片薄形鋼片的寬度略小于約束桶的半徑，以保證切土器能順利插入約束桶中，三個圓管狀切土筒的內(nèi)徑與三軸試樣直徑相當(dāng)，切土裝置的三片薄形鋼片與圓管狀切土筒一側(cè)均設(shè)置刃口以保證切土順滑。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，推土器為直徑同三軸試樣相當(dāng)?shù)膬啥朔饪诘膱A柱體，且所述圓柱體表面光滑，以保證管狀切土筒中的三軸土樣能夠在不擾動的情況下被順利推出。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，橡皮套環(huán)的內(nèi)徑略大于圓管狀切土筒刃口的直徑而與圓管狀切土筒的外徑相當(dāng)，以使得橡皮套環(huán)得以套設(shè)在圓管狀切土筒刃口外，并保證推土?xí)r橡皮套環(huán)能夠穩(wěn)定的接住推土器推出的三軸試樣。

本發(fā)明提供了一種三軸切土器裝置的切土方法，目的在于解決三軸壓縮試驗(yàn)試樣制備效率低下、耗費(fèi)人力物力大的缺點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種三軸切土器裝置的切土方法，包括以下步驟：

a、在約束桶和切土器的內(nèi)壁抹上一層潤滑劑，將土樣塞入約束桶內(nèi)；

b、將切土器按豎直向下的方向緩慢插入約束桶中，保持切土器的中心軸線與約束桶圓環(huán)的中心軸線相吻合，再將切土器壓入土樣中，從而在切土器的圓管狀切土筒內(nèi)得到三軸試樣；

c、提起切土器，將已經(jīng)套好橡皮套的橡皮套環(huán)固定于圓管狀切土筒底部，將推土器插入圓管狀切土筒，將其中的三軸試樣推入橡皮套內(nèi)，完成三軸試樣的制備工作。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述潤滑劑為凡士林。

本發(fā)明的三軸切土器裝置替代了常規(guī)操作下人工用鋼絲鋸或土刀緩慢的切削試樣，通過切土器與推土器的配合能大大提高制樣的效率與質(zhì)量，并能解放一定的人力，降低操作人員的操作難度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明的三軸切土器裝置原理簡單、直觀，一推一壓，不僅節(jié)約了人工用鋼絲鋸、切土刀等切土的時間，還保證了試樣的質(zhì)量。

2、本發(fā)明的三軸切土器保證了有限的土樣能制備更多的三軸試樣，是傳統(tǒng)人工切土的三倍。傳統(tǒng)采用鋼絲鋸切土，一個30cm的試樣最多切出三個三軸試樣，而采用新型三軸切土器，一個30cm的常規(guī)試樣最多可以切出9個三軸試樣。

3、本發(fā)明的三軸切土器結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶、方便操作、易于拆卸而且成本較低，在實(shí)際試驗(yàn)中效果較好。

4、本發(fā)明的三軸切土器能最大程度的減小試樣的擾動，從而使得試樣保持很好的質(zhì)量。

附圖說明

圖1新型三軸切土器裝置示意圖。

圖2土樣約束裝置的俯視圖。

圖3土樣約束裝置的平視圖。

圖4切土器的俯視圖。

圖5切土器的平視圖。

圖6推土器示意圖。

圖7橡皮套環(huán)示意圖。

上述圖中：1-底座、2-約束桶、3-三葉固定器、4-切土筒、5-推土器、6-橡皮套環(huán)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1所示為本發(fā)明一實(shí)施例的三軸切土器整體結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的三軸切土器裝置包括土樣約束裝置、切土器、推土器5，橡皮套環(huán)6，其中土樣約束裝置又包括底座1和約束桶2，切土器包括三葉固定器3和切土筒4。

本實(shí)施例中，土樣約束裝置如圖2和圖3所示，該土樣約束裝置由兩部分組成，包括底座1和約束桶2，其中底座1高度為1cm，其表面設(shè)置有一圓形凹槽，所述圓形凹槽深度為1mm，圓形凹槽直徑略大于約束桶外徑，以使得約束桶得以順利安置在所述圓形凹槽內(nèi)，約束桶為和常規(guī)土樣直徑相當(dāng)，高度為10cm的剛性套筒，且內(nèi)壁較為光滑保證了常規(guī)土樣能順利的導(dǎo)入其中，圓角正方體形狀的底座，便于維持整個體系的穩(wěn)定性，約束桶便于約束住土樣。

切土器如圖4和圖5所示，該切土器包括三葉固定器3和切土筒4，其中三葉固定器3包括三片薄形鋼片，所述三片薄形鋼片按120°的角度均勻拼接而成，三片薄形鋼片的內(nèi)角均勻鑲嵌三個圓管狀切土筒，圓管狀切土筒與三片薄形鋼片的一側(cè)均設(shè)置刃口，便于切削土體。

如圖6所示，推土器為兩端封口的與試樣大小相當(dāng)?shù)膱A柱體，一般采用實(shí)心圓柱，便于推出土體，且足夠光滑，以保證切土器圓柱構(gòu)件中的三軸土樣能夠在不擾動的情況下被順利推出至橡皮套環(huán)內(nèi)。

如圖7所示，所述的橡皮套環(huán)呈扁平環(huán)形設(shè)計，套環(huán)的內(nèi)徑略大于切土器刃口的直徑而與切土器圓柱體的外徑相當(dāng)，保證推土?xí)r橡皮套環(huán)能夠穩(wěn)定的接住推土器推出的三軸試樣。

為了說明新型三軸切土器裝置的操作過程，本發(fā)明通過將一個土樣制作一個標(biāo)準(zhǔn)的三軸壓縮實(shí)驗(yàn)試樣來進(jìn)行說明。

在約束桶和切土器的內(nèi)壁抹上一層凡士林，將取好的30cm長試樣均勻切成10cm一段，將10cm長的土樣塞入約束桶內(nèi)，操作的時候盡量減小對土體的擾動。在將土樣裝入約束桶后，用雙手將切土器按豎直向下的方向緩慢插入約束桶中，盡量保持切土器的中心軸線與約束桶圓環(huán)的中心軸線相吻合，再用手均勻的往下將切土器壓入土樣中，隨后提起切土器，將已經(jīng)套好橡皮套的橡皮套環(huán)固定于切土器的刃口上，最后用推土器將切土器中的三軸試樣推入橡皮套內(nèi)，完成三軸試樣的制備工作。

盡管上文對本發(fā)明的具體實(shí)施方式給予了詳細(xì)描述和說明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書所涵蓋的精神時，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。