本發(fā)明涉及一種制樣裝置，特別是涉及一種快速制備重塑土的裝置，屬于土木工程學(xué)科的土工試驗(yàn)制樣領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

根據(jù)相關(guān)土工試驗(yàn)規(guī)程(sl237-1999、jtge40-2007)，目前室內(nèi)重塑土常用的制樣方法分為擊樣法和壓樣法。

壓樣法是根據(jù)壓樣器的容積和要求干密度計(jì)算得到需要濕土的質(zhì)量，倒入預(yù)先裝好環(huán)刀的壓樣器內(nèi)后通過活塞采用靜壓力將土樣壓緊至所需密度，得到土樣密度均勻，但是壓樣法制樣周期長(zhǎng)，對(duì)裝置要求高。

擊樣法是根據(jù)制樣筒的容積和要求干密度計(jì)算得到需要濕土的質(zhì)量，并將其倒入制樣筒內(nèi)，將土樣一層或分層擊實(shí)成樣。所以擊樣法制樣周期較短且操作簡(jiǎn)單。擊樣法在室內(nèi)制樣試驗(yàn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，然而在分層擊樣的過程中，由于制樣筒的直徑是固定的，為了確保土樣的干密度達(dá)到預(yù)定值，需要嚴(yán)格控制每層土樣的高度。

目前，一般通過觀察直尺或游標(biāo)卡尺的刻度來控制土樣的高度，這樣人為測(cè)量或者擊樣力度過大或過小使制樣高度受人為因素的影響較大，給制樣過程帶來了不確定性，造成土樣密度偏密或偏疏。因此開發(fā)一種制樣尺寸精確又簡(jiǎn)單快捷的制樣方法和裝置是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有裝置的不足，提供一種成本較低、適用性廣、制作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、直觀方便的重塑土制樣裝置，實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)制樣的目的。

本發(fā)明包括底座、盛樣模具、擊實(shí)器、限位器、限位筒、調(diào)微器、定位桿、傳力桿和承壓板；

所述盛樣模具固定在底座的凹槽內(nèi)，擊實(shí)器設(shè)置固定在傳力桿底端面，限位器和限位筒組合并套裝于盛樣模具頂端，承壓板固定在傳力桿頂端面，定位桿固定在承壓板兩端，定位桿的高度與承壓板高度相匹配，調(diào)微器尺寸與定位桿相適應(yīng)，調(diào)微器嵌套在定位桿上，實(shí)現(xiàn)制樣過程中細(xì)微高度的調(diào)整；所述定位桿長(zhǎng)度大于限位器和限位筒的外徑，以實(shí)現(xiàn)限制高度的作用；

所述定位桿和承壓板、傳力桿和擊實(shí)器一體成型；

所述限位器為圓環(huán)體，圓環(huán)體周圍具有若干限位凹槽和卡槽；限位凹槽為圓環(huán)體周圍距上端等差深度的若干個(gè)豎直方向的缺口，若干個(gè)限位凹槽在圓環(huán)體表面等間隔分布，限位凹槽的缺口深度沿圓環(huán)體直徑對(duì)稱，限位凹槽之間的間隔與限位凹槽的寬度相同，限位凹槽上部缺口開放，如圖所示，每個(gè)限位凹槽下方標(biāo)注限位高度刻度；

所述限位筒為圓環(huán)體，圓環(huán)體的上端具有上部卡槽，圓環(huán)體的下端具有下部卡槽，限位筒的上部卡槽與限位器的卡槽高度相同；限位筒的內(nèi)外徑與限位器的內(nèi)外徑一致，擊實(shí)器的直徑和限位器的內(nèi)徑均與盛樣模具的內(nèi)徑相匹配，限位器和限位筒的外徑大于盛樣模具的外徑；

所述定位桿的尺寸與限位器的限位凹槽的寬度尺寸相匹配，通過限位器、限位器和限位筒的疊加、改變定位桿的角度對(duì)準(zhǔn)限位器的不同高度的定位凹槽來實(shí)現(xiàn)每一分層土樣的制樣，當(dāng)擊實(shí)器擊樣后，定位桿與限位器的限位凹槽銜接實(shí)現(xiàn)制樣；通過調(diào)微器實(shí)現(xiàn)擊實(shí)土樣高度精度的提高；所述定位桿長(zhǎng)度大于限位器和限位筒的外徑，以實(shí)現(xiàn)限制高度的作用；

所述傳力桿為實(shí)心圓柱體，設(shè)計(jì)尺寸為：盛樣模具中未裝入土樣時(shí)，傳力桿頂端固定的定位桿與盛樣模具剛好銜接。

所述盛樣模具為圓柱體結(jié)構(gòu)的三開模，盛樣模具的高度為制樣高度的.～倍。

所述底座、盛樣模具、擊實(shí)器、限位器、限位筒、調(diào)微器、定位桿、傳力桿和承壓板均采用不銹鋼材料制作。

本發(fā)明的有益效果：

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便且不易損壞，操作簡(jiǎn)單高效，具有較高精度和良好的適用性，通過定位桿小小角度的旋轉(zhuǎn)即可選擇不同高度實(shí)現(xiàn)土樣的多層擊樣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的底座立體示意圖。

圖3為本發(fā)明的底座立體剖視圖。

圖4為本發(fā)明的擊實(shí)器、傳力桿、承壓板和定位桿一體成型立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4中的a—a剖視圖。

圖6為圖4中的b—b剖視圖。

圖7為本發(fā)明的限位器立體結(jié)構(gòu)示意圖.

圖8為圖7中c-c立體剖視圖。

圖9為本發(fā)明的限位筒立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為圖9中d-d立體剖視圖。

圖11為本發(fā)明的限位器沿剖面展開的平鋪圖。

圖12為本發(fā)明的調(diào)微器主視圖。

圖13為本發(fā)明的調(diào)微器、定位桿與限位器連接時(shí)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-底座；2-盛樣模具；3-擊實(shí)器；4-限位器；5-限位筒；6-調(diào)微器；7-定位桿；8-傳力桿；9-承壓板。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖13所示，本發(fā)明包括底座1、盛樣模具2、擊實(shí)器3、限位器4、限位筒5、調(diào)微器6、定位桿7、傳力桿8和承壓板9；

如圖2和圖3所示，盛樣模具2固定在底座1的凹槽11內(nèi)，擊實(shí)器3設(shè)置固定在傳力桿8底端面，限位器4和限位筒5組合并套裝于盛樣模具2頂端，承壓板9固定在傳力桿8頂端面，定位桿7固定在承壓板9兩端，定位桿7的高度與承壓板9高度相匹配，調(diào)微器6尺寸與定位桿7相適應(yīng)，調(diào)微器6嵌套在定位桿7上，實(shí)現(xiàn)制樣過程中細(xì)微高度的調(diào)整；所述定位桿7長(zhǎng)度大于限位器4和限位筒5的外徑，以實(shí)現(xiàn)限制高度的作用；

如圖4所示，定位桿7和承壓板9、傳力桿8和擊實(shí)器3一體成型；

如圖5和圖6所示，限位器4為圓環(huán)體，圓環(huán)體周圍具有若干限位凹槽41和卡槽42；限位凹槽41為圓環(huán)體周圍距上端等差深度的若干個(gè)豎直方向的缺口，若干個(gè)限位凹槽41在圓環(huán)體表面等間隔分布，限位凹槽41的缺口深度沿圓環(huán)體直徑對(duì)稱，限位凹槽41之間的間隔與限位凹槽41的寬度相同，限位凹槽41上部缺口開放，如圖9所示，每個(gè)限位凹槽41下方標(biāo)注限位高度刻度；

如圖7和圖8所示，限位筒5為圓環(huán)體，圓環(huán)體的上端具有上部卡槽51，圓環(huán)體的下端具有下部卡槽52，限位筒5的上部卡槽51與限位器4的卡槽42高度相同；限位筒5的內(nèi)外徑與限位器4的內(nèi)外徑一致，擊實(shí)器3的直徑和限位器4的內(nèi)徑均與盛樣模具2的內(nèi)徑相匹配，限位器4和限位筒5的外徑大于盛樣模具2的外徑；

所述定位桿7的尺寸與限位器4的限位凹槽41的寬度尺寸相匹配，通過限位器4、限位器4和限位筒5的疊加、改變定位桿7的角度對(duì)準(zhǔn)限位器4的不同高度的定位凹槽41來實(shí)現(xiàn)每一分層土樣的制樣，當(dāng)擊實(shí)器3擊樣后，定位桿7與限位器4的限位凹槽41銜接實(shí)現(xiàn)制樣；通過調(diào)微器6實(shí)現(xiàn)擊實(shí)土樣高度精度的提高；所述定位桿7長(zhǎng)度大于限位器4和限位筒5的外徑，以實(shí)現(xiàn)限制高度的作用；

傳力桿8為實(shí)心圓柱體，設(shè)計(jì)尺寸為：盛樣模具2中未裝入土樣時(shí)，傳力桿8頂端固定的定位桿7與盛樣模具2剛好銜接，加入土樣進(jìn)行擊實(shí)后，如圖13所示，表示此層土樣擊實(shí)完成時(shí)調(diào)微器6、定位桿7與限位器4剛好連接的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

所述盛樣模具2為圓柱體結(jié)構(gòu)的三開模，盛樣模具2的高度為制樣高度的1.5～2倍。

所述底座1、盛樣模具2、擊實(shí)器3、限位器4、限位筒5、調(diào)微器6、定位桿7、傳力桿8和承壓板9均采用不銹鋼材料制作。

考慮常規(guī)土工試驗(yàn)，對(duì)裝置各個(gè)部件進(jìn)行尺寸設(shè)定；

底座1為圓臺(tái)形底座凹槽內(nèi)徑與盛樣模具外徑相匹配，內(nèi)直徑為65.6mm，外直徑為85.6mm，底座1總高度30mm，底座平臺(tái)內(nèi)深15mm，外深10mm；

盛樣模具2為圓柱體結(jié)構(gòu)的三開模，內(nèi)徑61.8mm、外徑65mm、高度200mm，是制樣高度的1.5～2.0倍；擊實(shí)器3為圓形板，直徑與盛樣模具2內(nèi)徑相匹配，為61.5mm，高度為20mm；

限位器4是一個(gè)圓環(huán)體，總高度為64mm，其中下部卡槽高度為4mm，即嵌套后有效高度為60mm，內(nèi)徑與盛樣模具2內(nèi)徑尺寸一致，為61.8mm，外徑尺寸為68.2mm，圓環(huán)體上面的限位凹槽41寬度相同，為9.7mm，深度等差排列分別為50mm、40mm、30mm、20mm、10mm，對(duì)應(yīng)限位凹槽41下數(shù)字分別為1、2、3、4、5(cm)，表示限位器4與盛樣模具2嵌套后，限位器4上每個(gè)限位凹槽41底部距盛樣模具2上表端的距離分別為10mm、20mm、30mm、40mm、50mm，共設(shè)10個(gè)限位凹槽41，另一半沿直徑對(duì)稱排列，使定位桿7下落后保持平衡，下部卡槽內(nèi)徑為65.6mm；

限位筒5為圓環(huán)體，總高度為54mm，其中上部卡槽51和下部卡槽52均為4mm，即嵌套后實(shí)際高度為50mm，內(nèi)限位筒5徑與盛樣模具2、限位器4的內(nèi)徑尺寸相匹配，為61.8mm，外徑為68.2mm，

上部卡槽51外徑為65mm，下部卡槽52內(nèi)徑為65.6mm，限位筒5設(shè)置若干個(gè)，用于與限位器4嵌套，增加限位高度；

定位桿7長(zhǎng)度為95mm，高度為15mm，寬度與限位器4限位凹槽41相匹配，設(shè)為8mm；

承壓板9為實(shí)心圓柱體，與定位桿7一體成型，中心統(tǒng)一，其高度為15mm，直徑為30mm；

調(diào)微器6內(nèi)部尺寸與定位桿7尺寸一致，調(diào)微器6內(nèi)部高度為15.6mm，調(diào)微器6內(nèi)部長(zhǎng)度為95.6mm，調(diào)微器6的下部調(diào)微片61厚度為5mm，每側(cè)長(zhǎng)度為30mm，總高度25mm，總長(zhǎng)度110mm，為對(duì)稱結(jié)構(gòu)；

傳力桿8為實(shí)心圓柱體，上表面與承壓板9一體相連，下表面與擊實(shí)器3一體相連，三者與定位器7一體成型，傳力桿8高度為180mm，直徑為20mm；

下面是利用本發(fā)明進(jìn)行快速重塑土的制備示例；

1)預(yù)制備重塑土三軸試樣：直徑為61.8mm，高度為125mm步驟如下：

2)根據(jù)試驗(yàn)所需土樣的含水率，計(jì)算一定土料的加水量并進(jìn)行加水，拌合均勻后裝入密封袋潤(rùn)濕24小時(shí)；

3)制樣高度為125mm，分五層擊實(shí)，每層高度25mm；根據(jù)制樣所需含水率和干密度，稱取每層需要的質(zhì)量；將盛樣模具的三開模均勻地涂上一層凡士林后安裝至底座上；

4)將稱取好的分層土樣小心倒入盛樣模具中并鋪平整，將限位器嵌套于盛樣模具進(jìn)行組合，定位器、承壓板、傳力桿、擊實(shí)器放入組合內(nèi)，調(diào)微器嵌套在定位桿上，轉(zhuǎn)動(dòng)角度使其對(duì)準(zhǔn)限位器標(biāo)注2的限位凹槽，利用擊實(shí)錘對(duì)承壓板進(jìn)行錘擊，當(dāng)定位桿與對(duì)準(zhǔn)的限位凹槽穩(wěn)定銜接時(shí)，停止加載，此層土樣擊實(shí)完成；

5)取出擊實(shí)器，并對(duì)土樣上表面進(jìn)行刨毛，刨毛完成后，重復(fù)步驟4)，擊實(shí)高度分別為50mm、75mm、100mm、125mm，第三、四層擊實(shí)時(shí)在限位器下嵌套一個(gè)限位筒，第五層時(shí)共嵌套兩個(gè)限位筒，75mm、125mm時(shí)在定位桿上嵌套調(diào)微器，每層對(duì)準(zhǔn)的限位凹槽刻度為5、2、5、2，最后一層土樣擊實(shí)完畢后不需要再進(jìn)行刨毛；

6)拆卸擊實(shí)器限位器裝置，將盛樣模具三開模緩緩側(cè)向滑移，將試樣取出，小心存好待用；

本發(fā)明成本較低、適用性廣、制作結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、直觀方便，制樣精度準(zhǔn)確、快速，另外相較于其他重塑土制樣裝置，突出優(yōu)點(diǎn)在于限位器設(shè)計(jì)先進(jìn)，其限位凹槽高度的重復(fù)利用和限位筒的組合，避免直尺的平面刻度測(cè)量思維，利用高度疊加和重復(fù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)限位，降低了裝置制作繁瑣程度，在制樣過程中也減少了拆卸的步驟，直觀又方便；調(diào)微器的存在也避免為提高限位精度而增加多個(gè)限位孔或限位片，既簡(jiǎn)單方便又能起到調(diào)節(jié)精度的作用。