一种扰动土制样的装置的制作方法

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1.本技术涉及土工试验中样品制备装置技术领域，特别是一种扰动土制样的装置。

背景技术：

2.工程建设离不开各类土体，土体作为工程建设的地基或建筑填料，承担着承载各类建设荷载的功能，其承载能力、抗变形能力与工程安全息息相关。土工试验是采用一定的仪器设备，按照国标、行业标准等规范文件中规定的试验方法测定土体的物理力学性质指标，为工程建设提供可靠参数的试验活动。土工试验成果是工程设计、施工参数重要的取值依据，关乎工程建设的经济性和安全性。
3.土工试验测试成果准确与否，离不开试验样品的完好制备。对于扰动土试样的制备，目前有击样法和压样法两种。击样法是采用击样器进行，手动移动击锤，通过击锤下落击实土样；压样法采用手动施力下压，通过活塞将样品压入环刀中。两种方法都存在费力费时的问题，当制样密度较大的情况下制样极为困难，且每次只能制备一个环刀样，制样效率低。另外击样法同时还存在击实的过程中，破坏土体粗颗粒的问题。

技术实现要素：

4.本技术提供了一种扰动土制样的装置，用于解决现有技术中存在的扰动土制样效率低，单次只能制取一个环刀样；且压样法制样时制样密度有限，而击样法制样时破坏土体粗颗粒，从而影响试验结果准确性的技术问题。
5.本技术提供了一种扰动土制样的装置，包括：底座、支架、螺杆、压板、手轮、至少一个制样组件；
6.底座顶面上设置支架；支架中心上开设螺纹孔；螺杆插设于螺纹孔内，并与支架螺纹连接；压板通过球型调节座与螺杆连接，并设置于支架下方；螺杆顶面上设置手轮；
7.制样组件包括：护环、钢锭、环刀；环刀放置于底座顶面上；护环通过卡槽置于环刀上；土样容纳设置于环刀与护环内；钢锭设置于护环内，并沿护环移动设置；
8.第一状态时，钢锭底面与土样顶面接触设置；
9.第二状态时，压板底面与护环顶面接触。
10.优选地，底座顶面上设置圆形刻线；环刀底面置于刻线位置。
11.优选地，刻线包括：第一刻线、第二刻线和第三刻线；第一刻线、第二刻线、第三刻线和第四刻线的圆心相连为正方形。
12.优选地，支架包括：立柱、横梁；立柱成对设置于底座上；立柱与底座拆卸连接；立柱对称设置于螺杆两侧；横梁设置于立柱顶面上，并与立柱拆卸连接；横梁中心正对底座中心设置，并在横梁中心处开设螺孔；螺杆插设于螺孔内。
13.优选地，包括：手柄，手柄设置于手轮一侧。
14.优选地，护环底面周缘上设置卡槽；环刀插入卡槽内设置。
15.优选地，护环壁厚为0.2cm，高度为2cm；卡槽高度0.5cm。
16.优选地，压板直径为16cm。
17.本技术能产生的有益效果包括：
18.1)本技术所提供的一种扰动土制样的装置，采用螺杆与开设螺孔的横梁配合，在螺杆顶面上设置手轮便于操作人员控制压板下压，操作省力，且由于采用螺杆控制压板下压，能获得较平稳的下压力，并在正对压板的底座上以正方形设置4个直径61.8mm的待压样，实现最多同时制备4个环刀样，极大的提高了制样效率。
19.2)本技术所提供的一种扰动土制样的装置，通过设置压板直径大于130mm，便于根据制样需要同时对不同规格的土样进行制样，制样所用环刀的直径范围可为61.8mm～16cm，制样规格灵活，通用性强。
20.3)本技术所提供的一种扰动土制样的装置，通过人工手动方式下压压板，当压板下移至预定位置后，压板与钢锭顶面接触，并持续向土样提供静压，避免传统击样法对试样中粗颗粒结构的破坏，有效保持样品中原有颗粒完整性，有利于提高测试结果的准确性。
附图说明
21.图1为本技术提供的一种扰动土制样的装置立体结构示意图；
22.图2为本技术提供的第一种刻线设置方式的底座俯视结构示意图；
23.图3为本技术提供的第二种刻线设置方式的底座俯视结构示意图；
24.图4为本技术提供的护环底面结构示意图。
25.图例说明：
26.1、底座；2、立柱；3、横梁；4、螺杆；5、压板；6、手轮；7、护环；8、钢锭；9、手柄；10、螺帽；11、环刀；121、第一刻线；122、第二刻线；123、第三刻线；124、第四刻线；13、卡槽。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
29.本技术中未详述的且并不用于解决本技术技术问题的技术手段，均按本领域公知常识进行设置，且多种公知常识设置方式均可实现。
30.参见图1～4，本技术提供的一种扰动土制样的装置，包括：底座1、支架、螺杆4、压板5、手轮6、至少一个制样组件；
31.底座1顶面上设置支架；支架中心上开设螺纹孔；螺杆4插设于螺纹孔内，并与支架螺纹连接；压板5通过球型调节座与螺杆4连接，螺杆4顶面上设置手轮6；
32.制样组件包括：护环7、钢锭8、环刀11；环刀11放置于底座1顶面上；护环7卡接于环刀11上；土样容纳设置于环刀11与护环7内；钢锭8容纳设置于护环7内，并沿护环7移动设
置；
33.第一状态时，钢锭8底面与土样顶面接触设置；
34.第二状态时，压板5底面与护环7顶面接触。
35.按此设置可根据需要调整制样组件数量，实现一次下压，制得多个土样的效果。同时下压深度可根据土样情况，通过螺杆4实现准确控制调整，当下压至预定深度后，螺杆4不转动，压板5不会继续下压，从而实现对土样施加静压的目的，避免传统击样法对土样中大颗粒造成破坏，影响制样后检测准确性。
36.通过设置护环7一方面可以导正钢锭8下压产生的压力，提高环刀11内土样的受力均匀性，另一方面还能起容纳松散待压入的土样的作用。
37.本技术中第一状态为压板5与钢锭8接触时，第二状态为完成压制上的状态。
38.优选地，底座1顶面上设置刻线；环刀11底面置于刻线位置处。按此设置可以同时制备4个直径61.8mm直径的环刀样。
39.优选地，刻线包括：第一刻线121、第二刻线122、第三刻线123和第四刻线124的圆心相连为正方形。按此设置能实现一次下压处理4个土样。
40.在一具体实施例中，刻线包括：第一刻线121、第二刻线122和第三刻线123；第一刻线121、第二刻线122和第三刻线123的圆心相连为等边三角形。实现同时制3个土样。
41.优选地，支架包括：立柱2、横梁3；立柱2成对设置于底座1上；立柱2与底座1拆卸连接；立柱2对称设置于螺杆4两侧；横梁3设置于立柱2顶面上，并与立柱2拆卸连接；横梁3中心正对底座1中心设置，并在横梁3中心处开设螺孔；螺杆4插设于螺孔内。
42.按此设置能提高螺杆4下压运行平稳性，提高土样的受力均匀性。
43.在一具体实施例中，所述底座1为一实心厚板，平面上为正方形，板两侧均设有螺纹孔，通过螺纹与两立柱2连接固定；立柱2与横梁3通过螺母拆卸连接。所述立柱2两端均设有螺纹，下端通过螺纹与底座11相连，上端通过螺纹与横梁3连接，并用螺帽固定。所述横梁3为一实心板，平面上为矩形，具有一定刚度，横梁3两端部和中心均设有螺纹孔，横梁3两端用螺纹与立柱2相连，并用螺帽固定，横梁3中部通过螺纹孔与螺杆4相连。螺杆4长度范围内均设有螺纹。
44.在一具体实施例中，螺杆4与手轮6通过螺纹连接，并通过螺母固定。
45.优选地，包括：手柄9，手柄9设置于手轮6一侧。便于操作。在一具体实施例中，手轮6为环形，中间为空心格状，上端面设有便于抓握的手柄9，通过螺纹与螺杆4相连，螺帽固定。
46.优选地，护环7底面周缘上设置卡槽13；环刀11插入卡槽13内设置。通过设置卡槽13，护环7卡接于环刀11顶面上以便能发挥限位作用。
47.在一具体实施例中，底座1为铸铁材质，其平面为正方形，边长30cm。
48.在一具体实施例中，立柱2为铸铁材质，圆柱体，直径2.5cm，其上下两端部均设有螺纹。
49.在一具体实施例中，横梁3为铸铁材质，长方体，厚度2cm，横梁3两端和中间均设置有螺纹孔。
50.在一具体实施例中，螺杆4为不锈钢材质，圆柱体，直径2.5cm，全长均设有螺纹。
51.在一具体实施例中，压板5为不锈钢材质，平面上为圆形，直径16cm，厚度2.0cm，圆
心位置设置球型调节座，并通过球型调节座与螺杆4相连。
52.本技术中所用球型调节座为本领域常用安装座，其中螺杆4底端上设置球体，球体卡入球型凹槽中，球型凹槽设置于压板5顶面中心处，球型凹槽绕球体转动，从而实现压板5相对螺杆4挤压位置的调节。
53.在一具体实施例中，手轮6为不锈钢材质，平面上为环形，外径25cm，厚度2cm，圆心位置设有螺纹孔，环形上端面设有手柄9。
54.优选地，护环7壁厚为0.2cm，高度为2cm；卡槽13高度0.5cm。按此设置能为土样提供容纳和限位，避免过度下压情况的发生。
55.优选地，压板5直径为16cm，通过球型调节座与螺杆4相连。按此设置既能满足最多同时下压4个直径为61.8mm的常规环刀11的目的，也能根据需要下压最大直径为16cm的环刀11。
56.在一具体实施例中，所用护环7为不锈钢材质，为环形，根据不同制样规则，其规格有所不同。
57.在一具体实施例中，包括：底座1、立柱2、横梁3、压板5、螺杆4、手轮6、护环7及钢锭8。其特征在于：所述底座1为一实心厚板，平面上为正方形，板两侧均设有螺纹孔，通过螺纹与两立柱2连接固定；所述立柱2两端均设有螺纹，下端通过螺纹与底座1相连，上端通过螺纹与横梁3连接，并用螺帽固定；所述横梁3为一实心板，平面上为矩形，具有一定刚度，横梁3两端部和中心均设有螺纹孔，横梁3两端用过螺纹与立柱2相连，并用螺帽固定，横梁3中部通过螺纹孔与螺杆4相连；所述螺杆4长度范围内均设有螺纹，下端与压板5连接，上端与手轮6通过螺纹连接，螺帽固定；所述压板5为一实心板，平面上为圆形，具有一定刚度，与螺杆4相连；所述手轮6为环形，中间为空心格状，上端面设有便于抓握的手柄9，通过螺纹与螺杆4相连，螺帽固定。所述护环7为一圆环，下端设有卡槽13，与环刀11通过卡槽13连接。所述钢锭8为一圆柱体，置于护环7内土样上，将压板5上作用力传递至土样表面，以压实土体。
58.所述底座1为铸铁材质，其平面为正方形，边长30cm。
59.所述立柱2为铸铁材质，圆柱体，直径2.5cm，其上下两端部均设有螺纹。
60.所述横梁3为铸铁材质，长方体，厚度2cm，横梁3两端和中间均设置有螺纹孔。
61.所述螺杆4为不锈钢材质，圆柱体，直径2.5cm，全长均设有螺纹。
62.所述压板5为不锈钢材质，平面上为圆形，直径16cm，厚度2.0cm，圆心位置通过球型调节座与螺杆4相连。
63.所述手轮6为不锈钢材质，平面上为环形，外径25cm，厚度2cm，圆心位置设有螺纹孔，环形上端面设有手柄9。
64.上述装置在扰动土制备环刀样品时的使用具体如下：
65.s1:根据设计要求的含水率，对风干土样进行配样。并根据设计要求的密度，计算所需湿土质量。称取所需质量的湿土，备用。
66.s2:取4个直径为61.8mm的常规环刀11，分别摆放在底座1刻线处，压板5正下方位置，并分别套上护环7。
67.s3:向每个护环7内倒入称取好的湿土，直至与护环7上口齐平。
68.s4:在每个护环7内土体上放置钢锭8。手握手柄9，转动手轮6，使压板5匀速下降至钢锭8表面，充分接触。继续转动手轮6，使压板5下降，通过压板5匀速下压土体，待钢锭8上
表面与护环7上口齐平。反转手轮6，使压板5上升。
69.s5:小心取出钢锭8，重复s3～s4步骤，直至称取的土样全部压入环刀11中。实现一次最多可制得4个环刀样。
70.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种扰动土制样的装置，其特征在于，包括：底座、支架、螺杆、压板、手轮、至少一个制样组件；底座顶面上设置支架；支架中心上开设螺纹孔；螺杆插设于螺纹孔内，并与支架螺纹连接；压板通过球型调节座与螺杆连接，并设置于支架下方；螺杆顶面上设置手轮；制样组件包括：护环、钢锭、环刀；环刀放置于底座顶面上；护环卡接于环刀上；土样容纳设置于环刀与护环内；钢锭容纳设置于护环内，并沿护环移动设置；第一状态时，钢锭底面与土样顶面接触设置；第二状态时，压板底面与护环顶面接触。2.根据权利要求1所述的一种扰动土制样的装置，其特征在于，底座顶面上设置刻线；环刀底面设置于刻线位置处。3.根据权利要求2所述的一种扰动土制样的装置，其特征在于，刻线包括：第一刻线、第二刻线、第三刻线和第四刻线；第一刻线、第二刻线、第三刻线和第四刻线的圆心相连为正方形。4.根据权利要求1所述的一种扰动土制样的装置，其特征在于，支架包括：立柱、横梁；立柱成对设置于底座上；立柱与底座拆卸连接；立柱对称设置于螺杆两侧；横梁设置于立柱顶面上，并与立柱拆卸连接；横梁中心正对底座中心设置，并在横梁中心处开设螺孔；螺杆插设于螺孔内。5.根据权利要求1所述的一种扰动土制样的装置，其特征在于，包括：手柄，手柄设置于手轮一侧。6.根据权利要求1所述的一种扰动土制样的装置，其特征在于，护环底面周缘上设置卡槽；环刀插入卡槽内设置。7.根据权利要求6所述的一种扰动土制样的装置，其特征在于，护环壁厚为0.2cm，高度为2cm；卡槽高度0.5cm。8.根据权利要求1所述的一种扰动土制样的装置，其特征在于，压板直径为16cm。

技术总结

本申请公开了一种扰动土制样的装置，包括：底座、支架、螺杆、压板、手轮、至少一个制样组件；底座顶面上设置支架；支架中心上开设螺纹孔；螺杆插设于螺纹孔内，并与支架螺纹连接；压板通过球型调节座与螺杆连接，并设置于支架下方；螺杆顶面上设置手轮。该装置可以单次同时制备4个直径61.8mm的常规环刀样，也可以制备最大直径为16cm的特殊环刀样，制样规格灵活，通用性强；通过手轮进行加压，节省人力，操作方便；通过静压的方式，避免对粗颗粒的破坏，保持了样品原有的粒径。保持了样品原有的粒径。保持了样品原有的粒径。