[发明专利]一种高效自动试样振动压实装置及其使用方法

说明书

本发明提供一种高效自动试样振动压实装置及其使用方法，属于土工试验仪器领域，包括振动压实器和控制器，其中振动压实器包括振动压实框架和作用组件。通过控制台和无线通讯模块对振动压实器进行机旁或远程操作，单片机在接收到用户的操作指令后对变频器和气缸电磁阀发出操作信号，控制振动电机和气缸，实现作用组件的自行振动压实、自动提取、启停等动作。本发明通过机旁或远程操作能够实现土样的自行振动压实和自动提取，极大的提高了试样制备效率的同时节约了人力的消耗，同时振动频率可调，便于完成多频率段下的振动压实，实现不同孔隙率土样的制备，通过调节气缸输出力，振动压实装置又能对土壤施加预紧压力。

技术领域

本发明属于土工试验仪器领域，尤其是涉及一种高效自动试样振动压实装置及其使用方法。

背景技术

土工试验作为一门试验技术在岩土工程领域的理论研究和实践中发挥着重要作用。根据土工试验规范，在进行土工试验前需利用试样压实装置来制备土样。土样制备主要用于测定压实土壤的最佳含水率及其单位体积重量，作为建筑路基和填土时控制指定最低密度的根据。目前试验所用的土样制备方法主要有固结法、重锤击实法、压实法和振动压实法。

压实法可以采用压实装置实现，传统的分层压实装置主要由压实板、土样成型筒和动力机构组成，压实板在动力机构的推动下将土样成型筒中的土样进行由下至上的分层压实。当顶部的土样层压实完毕后，将成型筒中的土样两端整平即可完成土样制备。

振动压实法多采用表面振动压实仪制样，将重锤放置于土层的表面击实试样，同时使用振动器对重锤施加振动激励，直到试样体积不变为止，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。振动压实法相比于压实法所制得试样密度更加均匀。

但是，传统土样制备方法存在如下不足之处：一、在制样过程中需要不断用标尺测量试样高度，效率低、并且较容易产生误差。二、目前的振动压实实装置尽管可以实现电控，但是自动化水平普遍不高。在土壤分层压实的过程中，需要专人在旁边负责控制动力机构的升降。三、现有的振动压实装置的振动频率大都固定，难以实现多频率段下的振动压实。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高效自动的土壤试样振动压实装置，对传动振动压实方式加以优化，解决传统振动压实装置制样精度低、制样步骤繁琐和自动化程度不高、振动频率不可调的问题，同时通过控制程序和控制面板的设计，使得它又具有可自行振动压实、自动提取和人机交互的特点。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高效自动试样振动压实装置，包括振动压实器和控制器，其中振动压实器包括振动压实框架和作用组件。

所述的振动压实框架包括空心立柱4、上底板2、下底板9、吊环3、导向轴14、连接板7和拉绳位移传感器18。所述下底板9的上表面竖直固定有空心立柱4，空心立柱4的顶端固定有上底板2，其中上底板2与下底板9平行布置；所述的上底板2上表面设有吊环3，用于设备的安装和移动；上底板2上表面还设有拉绳位移传感器18，用于测量作用组件的位移，便于得到土壤试样的高度；上底板2中心设有用于穿过气缸1的通孔。所述上底板2的底面与不少于三根的导向轴14的顶部固接，导向轴14的底端与固定板13连接。所述的固定板13为中空板状结构，中空位置用于穿过作用组件；固定板13外侧面对称的固定有连接板7，连接板7另一端开有圆孔，且圆孔的大小与空心立柱4的外径相匹配，起到加固导向轴14和固定板13的作用。