[发明专利]三轴试验土样制备系统

摘要

本发明属于土工试验技术领域，具体涉及三轴试验土样制备系统。该系统包括击实装置、击样筒、对开式箍环、开筒器和刨毛刷。击实装置能有效固定击样筒和控制击锤杆保持垂直。击锤导杆上设有刻度，能够实时观测土样高度。击样筒内壁涂装高强度超疏水涂料，有效降低筒壁对水和土颗粒的黏附，可大幅提升开筒成功率。筒壁外侧设有两道突起环，与对开式箍环配合。对开式箍环采用对称式半圆结构。开筒器适用于击样筒，能以大小相等的力同时开启三瓣击样筒，避免开筒时因受力不均而引起的土样破坏，从而提高开筒成功率。刨毛刷与击样筒同直径，表面分布有短钢丝。本发明能有效改善三轴试验土样制备的精度与效率，提高开筒成功率。

主权项

一种三轴试验土样制备系统，其特征在于，该三轴试验土样制备系统包括击实装置、击样筒、对开式箍环、开筒器和刨毛刷；击实装置包括底座、主支柱、下定位卡盘、T型卡销、上定位套筒、套筒横连杆、主支柱套环、三角定位板、副支柱、顶部定位环、击锤导杆、击锤和击锤底板；其中，上定位套筒、套筒横连杆和主支柱套环构成套筒系统，击锤导杆、击锤和击锤底板构成击锤系统，下定位卡盘、上定位套筒、击锤和击锤底板各有三种尺寸相互配合；底座：底座为中间有圆形凹槽且均布有三个嵌耳槽的金属盘，嵌耳槽用以嵌固下定位卡盘，嵌耳槽旁有螺孔，用以安装防止下定位卡盘脱出的T型卡销；底座上设有三个安装主支柱的孔，呈等边三角形分布；主支柱：主支柱总长不小于500mm，其下端连接底座，上端连接三角定位板；下定位卡盘：下定位卡盘用于固定击样筒，其嵌入底座的圆形凹槽中；下定位卡盘由底圆盘和上圆环构成，底圆盘外端均布三个嵌耳，与底座的嵌耳槽相配合；上圆环内壁设有嵌耳槽，与击样筒外壁的嵌耳相配合；下定位卡盘上圆环的嵌耳槽旁有安装T型卡销的螺孔，防止击样筒上移脱出；上定位套筒：上定位套筒上段内径与击样筒内径相同，下段内径与击样筒外径相配合，其内壁设有嵌耳槽，该嵌耳槽与击样筒的嵌耳相配合；上定位套筒与套筒横连杆相连；套筒横连杆：套筒横连杆用于连接上定位套筒与主支柱套环；主支柱套环：主支柱套环用于移动和固定上定位套筒，其套在主支柱上，内侧与套筒横连杆相连，外侧设有贯通螺孔，用于安装限位螺栓以固定位置；三角定位板：三角定位板安装在主支柱顶端，中间设有定位管，三角定位板的每边中点设有孔，用于安装副支柱；副支柱：副支柱为倾斜杆，用于连接三角定位板和顶部定位环；顶部定位环：顶部定位环装在副支柱顶端，其与三角定位板上的定位管配合，保持击锤导杆垂直于击样筒底面，防止击实面倾斜；顶部定位环由圆板与定位管组成，定位管侧壁上设有贯通螺孔，使用限位螺栓固定击锤导杆；击锤导杆：击锤导杆上标有刻度，实时观测土样高度；击锤导杆的全长不小于650mm，自上而下分别穿过顶部定位环的定位管、三角定位板的定位管和上定位套筒，击锤导杆的下端依次安装击锤和击锤底板；未装土样时，击锤底板与下定位卡盘接触，以顶部定位环最高位置与击锤导杆的重合点作为零刻度，由上至下标注刻度；击锤和击锤底板：击锤和击锤底板的尺寸对应于击样筒；击样筒：击样筒采用三瓣式结构，每瓣上下端各有嵌耳，分别与下定位卡盘和上定位套筒中预留的嵌耳槽配合；对开式箍环：是与击样筒配套的箍环，对开式箍环为半圆环结构，其内半径与击样筒外半径相同，其两端设有螺孔；开筒器包括开筒器底座、平台组件、主滑条、支柱、上定位环、上滑条、平动导杆和嵌耳穿杆；开筒器底座为圆柱型，其内部具有三爪卡盘结构，三爪卡盘结构由小锥齿轮、大锥齿轮和螺旋槽构成的传动机构，转动小锥齿轮同时收紧或张开三个主滑条；开筒器底座上设有与主滑条配套的滑动嵌槽，其中间留有通孔用于安装平台组件，其上端面外缘均布三个安装支柱的孔；平台组件是放置土样筒的平台，由一个T型圆柱和两个圆环组成，根据制样尺寸嵌套使用；主滑条是与开筒器底座配套的构件，其在传动机构的作用下平稳滑动，以提供开筒力；主滑条的一端具有与击样筒嵌耳匹配的嵌耳槽，嵌耳槽下留有安插嵌耳穿杆的孔，另一端设有安装平动导杆孔；支柱是用于连接开筒器底座与上定位环的金属杆；上定位环为圆环，与支柱相连，用于嵌固上滑条，其上有三个嵌固上滑条的嵌槽；上滑条通过平动导杆与主滑条相连，可与主滑条同时移动，以对击样筒上端嵌耳施力；上滑条有能嵌入上定位环的嵌槽和用以安装平动导杆和嵌耳穿杆的通孔；平动导杆用于连接主滑条与上滑条，使两者同时移动；嵌耳穿杆为用于连接击样筒与开筒器，贯穿击样筒上下嵌耳孔及开筒器上滑条和主滑条的预留孔；刨毛刷由刷头和手柄组成，刷头有三种规格，刷头是与击样筒内径相同的圆板，其下端面分布有金属丝，上端面有连接手柄的套环；手柄由导杆和握杆组成，导杆末端与刷头相连。