[发明专利]一种砂土体冲击荷载试验装置及其试验方法

摘要

发明提供一种砂土体冲击荷载试验装置及其试验方法。该装置包括控制箱、下落组件和模具筒组件。所述的控制箱内包括交流电动机、齿轮、传送带和控制面板。下落组件包括击锤导杆和击锤。所述的模具筒组件包括装样筒、对开套筒和底座。击锤通过传动带提升到固定高度后自由下落对土体施加冲击荷载。该试验方法包括组装模具筒组件、压密土样、击锤冲击和土工试验等步骤。发明通过改变击锤落距、质量、锤击频率以及时长从而控制冲击荷载的能量、频率以及施荷方式来实现强夯加固地基或打桩过程的模拟。该试验装置可真实反映荷载对土体的冲击效应。实现简便、有效的模拟受到冲击荷载后不同埋深土体的颗粒破碎、抗剪强度变化以及密度、级配的演化规律。

主权项

1.一种砂土体冲击荷载试验装置，其特征在于，包括控制箱(1)、下落组件和模具筒组件；所述模具筒组件包括装样筒(5)、对开套筒(6)和底座(7)；所述装样筒(5)是由若干个钢化玻璃环(501)叠加组合而成的空心圆柱体；所述对开套筒(6)可轴向对称地拆分为两片对开模(601)；所述两片对开模(601)可严密合实；所述装样筒(5)塞入对开套筒(6)内；所述对开套筒(6)外部套有若干个紧箍环套(602)；所述紧箍环套(602)将对开套筒(6)夹紧；所述对开套筒(6)下端与底座(7)相连；试验时，装样筒(5)内装有土样；所述控制箱(1)包括壳体Ⅰ(101)、壳体Ⅱ(102)和固定盘(103)；所述壳体Ⅰ(101)和壳体Ⅱ(102)均为中空长方体；所述壳体Ⅱ(102)上开设有贯穿壳体Ⅱ(102)上下表面的定位孔；所述壳体Ⅰ(101)的一侧记为平面A；所述壳体Ⅱ(102)和固定盘(103)与平面A固定连接；所述壳体Ⅱ(102)位于壳体Ⅰ(101)上端，固定盘(103)位于壳体Ⅰ(101)下端；试验时，模具筒组件通过底座(7)连接固定在固定盘(103)上；所述壳体Ⅰ(101)和壳体Ⅱ(102)中空部分连通，共同组成控制箱(1)的内腔；所述控制箱(1)的内腔中具有控制系统；所述平面A上还布置有纵向传送带(104)；所述传送带(104)与控制系统相连；所述传送带(104)上固定有卡头(1041)；所述下落组件包括击锤导杆(2)和击锤(3)；所述击锤导杆(2)包括杆体(202)和锤座(203)；所述杆体(202)上端穿过壳体Ⅱ(102)的定位孔，并通过定位销(1021)固定；所述杆体(202)下端与锤座(203)连接；试验时，锤座(203)伸入装样筒(5)内；所述杆体(202)上具有纵向卡槽(2021)；所述卡槽(2021)中卡合固定有定位块(201)；所述定位块(201)为楔形卡块；所述定位块(201)可沿卡槽(2021)上下移动；所述击锤(3)上具有限位孔(301)；所述限位孔(301)贯穿击锤(3)的上下表面；所述击锤(3)套装在杆体(202)上，杆体(202)穿过限位孔(301)；所述击锤(3)内水平镶嵌有可伸缩凸块(8)；所述可伸缩凸块(8)中部具有供击锤导杆(2)穿过的孔洞Ⅰ(801)；所述可伸缩凸块(8)的两端均伸出击锤(3)的侧壁；所述可伸缩凸块(8)一端搭设在卡头(1041)上，另一端开设有供顶推弹片(9)穿过的孔洞Ⅱ(802)；所述顶推弹片(9)一端固定在击锤(3)的侧壁上，另一端伸出孔洞Ⅱ(802)；工作时，控制系统驱动传送带(104)运转，传送带(104)通过卡头(1041)引导击锤(3)沿杆体(202)杆体上行；当击锤(3)上移至上止点时，定位块(201)推动可伸缩凸块(8)回移，致使可伸缩凸块(8)脱离卡头(1041)；击锤(3)沿杆体(202)自由下落并冲击锤座(203)；击锤(3)下落过程中；顶推弹片(9)推动可伸缩凸块(8)伸出；击锤(3)完成冲击；传送带(104)运转一圈后，卡头(1041)再次带动击锤(3)向上运动，进行循环冲击试验。