一种用于三轴制样以及拆模的一体化实验装置

本发明属于三轴压缩试验，更具体的说是涉及三轴试样的制备以及拆模的一体化装置。

背景技术：

1、在岩土工程领域，土的抗剪强度指标是一个非常重要的物理性质，它关系到土的地基承载力等重要的指标，而对此，三轴压缩试验则是一个可以确定土壤的抗剪强度指标内摩擦角和黏结力的重要试验。与直剪试验比较，三轴试样中的应力分布比较均匀，可供在复杂应力条件下研究土壤的抗剪强度特性。由于能准确测定土样孔隙水压力的变化，因此能定量获取土壤中有效应力的变化状况。但是在制作三轴压缩试验试样的时候，需要用到的器械有三瓣模，击锤，尺子，小刀等，在锤击的过程中为了保证锤击的有效性，还要用尺子测量锤击后的土样的高度，并且在制作好试样后，在脱模的过程中需要两边用透水石盖住，手动扣着滑下模具，不仅容易伤到人的指甲，更容易将土样取坏，影响制样的效率和质量。

2、因此，如何提供一种可以减少实验器材的，不需要中间手动利用其它附加工具测量土样压实高度，并且能够提高脱模质量的制样脱模一体装置就成了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，包括：轴承底座，圆形顶板，井式脱模装置，试样盛放转动盘，支撑装置，进料器，击实装置，位移测量装置，以及卡锁辅助脱模环。所述支撑装置位于所述轴承底座上，所述圆形顶板与支撑立柱与带轴承支座通过螺栓一体连接，所述击实装置通过圆形顶板上下移动击实，所述进料装置在同击实装置相同位置进行安装。所述脱膜装置在支撑装置之间，高度低于顶板。

2、优选的，所述轴承底座是包含圆形轴承，带插销的三孔底板，以及带有螺纹的轴承装置。所述轴承底座上面有四个螺栓口，三个对角螺栓用于安装支撑装置，一个用于脱模装置安装。

3、优选的，所述圆形顶板包括击实锤滑行轨道，带有方形豁口的中心圆孔，所述滑行轨道未贯穿整个圆盘。所述圆形顶板带有与下方支撑装置安装相对应。

4、优选的，所述井式脱模装置包含脱模钩，脱模把手，脱模立柱，形成一个整体，可以利用脱模以脱模立柱和把手的连接节点带动脱模钩垂直上下平行动。所述的脱模是利用脱模钩勾住模具上的缺口，利用脱模把手将三瓣模一片一片竖向取下的操作，此时旋转底座的插销已拔出，可转动试样进行三瓣模具一片一片取下。

5、优选的，所述的三个对角螺栓孔形成的三角形为等边三角形，并且孔的位置距离试样转动装置外周距离大于击实锤的直径。所述的余下一个脱模安装孔与击实锤对侧的两个支撑住之间。

6、优选的，所述试样盛放转动盘整体形状类似于毕业帽，圆盘的周围有三个以等边三角形排列的圆形孔，所述转动盘下方设置带有螺纹的短柱，与底座旋转轴承的安装。所述试样盛放转动盘上方中心带有以三瓣模外直径为直径的小凹槽，用于稳定试样。

7、优选的，所述支撑装置包括三个安装于底座的的立柱以及与之连接的圆形顶板。

8、优选的，所述进料器是一个以手电筒为外形的进料装置，扩张的外部方便进料。下方的外观筒状用于与下部三瓣模连接，所述外观筒状外直径大于三瓣模，下部出口内部有一个比三瓣模外径小比内径大的一个口，以此将进料器套在三瓣模。所述进料的筒状内部直径从外扩口的起点到下方嵌套口逐渐减小，便于土料下放。

9、优选的，所述击实装置为带有刻度和卡锁辅助脱模环的击锤，所述位移测量装置指的是利用该击实锤的刻度来测量击实后的土样高度，其中刻度的上限为铁锤在杆最下方时铁锤的上部，下限为0cm，为击实锤放入无土料三瓣模时卡锁辅助脱模环放置在中心孔时环与击实锤杆在卡锁辅助脱模环表面的交线，记为0cm，最小分度为1mm。

10、优选的，所述卡锁辅助脱模环为外直径略大于圆形顶板的中心口内直径为击锤杆直径的环，但是环的下方有带有两个对立方形外突的方块，这两个方块可以通过预先设置好的圆形顶板的开口进入，然后通过旋转卡锁辅助脱模环来达到锁住的作用。以便辅助脱模。

11、优选的，所述的辅助锁住击实杆，是将试件压在转动盘下面，防止因为脱模钩向上拉三瓣模将试件拉出。

12、与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

13、对于宏观器材数量来说，本发明将设计之前的器材进行重新设计整合，所有的需要的器具都可以压缩在同一个装置里面，因此单一的装置相对于器具的整理以及收集比之前方便了很多，减少了因为器材不足或者器材单一丢失而导致试验做不成的问题，对实验开展的条件要求降低了一些。

14、进一步地，一个装置和一个人就可以完成制样以及脱模的操作，加快了试验的进程，在同样的条件下，实验次数增加，提高了实验结果的准确率，实验人员可以因此获得更多的实验结果。

15、进一步地，本发明的脱模装置利用旧式抽水井的原理，平行地将三瓣模一片一片取出，对于实验人员的操作要求降低，并且底部设置的轴承可以使得在脱模装置不动而通过旋转底部支座的方式来进行三片脱模。

16、进一步地，本发明的带有刻度的击实锤是在原版击实锤的基础上进行改进，将刻度转移到了击实杆上，这样在击实试样的同时，就能够实时观察被击实土样的厚度，解决了先前要用额外的尺子测量击实后的高度的问题，提升了制样速度。

17、进一步地，本发明的电筒式进料装置是通过扩大土样的进料宽度，形成漏斗状，来达到方便进料的目的，前期的进料是依靠实验者将称量好的土样手动倒入三瓣模，因为三瓣模口径比较小，所以实验时容易将土样倒出，本发明就解决了这个问题。除此之外进料器的下方与三瓣模连接，进料器端口的小直径使得可以卡在三瓣模上而不影响试样大小。

18、进一步地，本发明的旋转卡锁通过在圆形顶板设置好的卡口，使得在辅助脱模的过程中可以固定住制样，辅助脱模。

技术特征：

1.一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于包括：轴承底座，圆形顶板，井式脱模装置，试样盛放转动盘，支撑装置，进料器，击实装置，位移测量装置，以及卡锁辅助脱模环。所述支撑装置位于所述轴承底座上，所述圆形顶板与支撑立柱与带轴承支座通过螺栓一体连接，所述击实装置通过圆形顶板上下移动击实，所述进料装置在同击实装置相同位置进行安装。所述脱膜装置在支撑装置之间，高度低于顶板。

2.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述轴承底座是包含圆形轴承，带插销的三孔底板，以及带有螺纹的轴承装置。所述轴承底座上面有四个螺栓口，三个对角螺栓用于安装支撑装置，一个用于脱模装置安装。

3.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述圆形顶板包括击实锤滑行轨道，带有方形豁口的中心圆孔，所述滑行轨道未贯穿整个圆盘。所述圆形顶板带有与下方支撑装置安装相对应。

4.根据权利1所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述井式脱模装置包含脱模钩，脱模把手，脱模立柱，形成一个整体，可以利用脱模以脱模立柱和把手的连接节点带动脱模钩垂直上下平行动。所述的脱模是利用脱模钩勾住模具上的缺口，利用脱模把手将三瓣模一片一片竖向取下的操作，此时旋转底座的插销已拔出，可转动试样进行三瓣模具一片一片取下。

5.根据权利要求2所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置的底座安装，所述的三个对角螺栓孔形成的三角形为等边三角形，并且孔的位置距离试样转动装置外周距离大于击实锤的直径。所述的余下一个脱模安装孔与击实锤对侧的两个支撑柱之间。

6.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述试样盛放转动盘整体形状类似于毕业帽，圆盘的周围有三个以等边三角形排列的圆形孔，所述转动盘下方设置带有螺纹的短柱，与底座旋转轴承的安装。所述试样盛放转动盘上方中心带有以三瓣模外直径为直径的小凹槽，用于稳定试样。

7.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述支撑装置包括三个安装于底座的的立柱以及与之连接的圆形顶板。

8.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述进料器是一个以手电筒为外形的进料装置，扩张的外部方便进料。下方的外观筒状用于与下部三瓣模连接，所述外观筒状外直径大于三瓣模，下部出口内部有一个比三瓣模外径小比内径大的一个口，以此将进料器套在三瓣模。所述进料的筒状内部直径从外扩口的起点到下方嵌套口逐渐减小，便于土料下放。

9.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述击实装置为带有刻度和卡锁辅助脱模环的击锤，所述位移测量装置指的是利用该击实锤的刻度来测量击实后的土样高度，其中刻度的上限为铁锤在杆最下方时铁锤的上部，下限为0cm，为击实锤放入无土料三瓣模时卡锁辅助脱模环放置在中心孔时环与击实锤杆在卡锁辅助脱模环表面的交线，记为0cm，最小分度为1mm。

10.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置，其特征在于，所述卡锁辅助脱模环为外直径略大于圆形顶板的中心口内直径为击锤杆直径的环，但是环的下方有带有两个对立方形外突的方块，这两个方块可以通过预先设置好的圆形顶板的开口进入，然后通过旋转卡锁辅助脱模环来达到锁住的作用。以便辅助脱模。

11.根据权利1要求所述的一种三轴压缩试验试样以及脱模一体装置的卡锁辅助脱模环的辅助脱模作用，其特征在于，所述的辅助锁住击实杆，是将试件压在转动盘下面，防止因为脱模钩向上拉三瓣模将试件拉出。

技术总结本发明公开了一种用于三轴压缩试验前期制样以及脱模一体化的装置，涉及岩土工程技术领域。本实验装置包括轴承底座，圆形顶板，井式脱模装置，试样盛放转动盘，支撑装置，进料器，击实装置，位移测量装置，以及卡锁辅助脱模环。支撑装置位于轴承底座上，圆形顶板与支撑立柱与带轴承支座通过螺栓一体连接，击实装置通过圆形顶板上下移动击实，进料装置在同击实装置相同位置进行安装。脱膜装置在支撑装置之间，高度低于顶板。本发明将三轴试验制样过程以及拆模集与一体，设计操作方便，使器械数量减少，减少制样时间，提高制样效率。技术研发人员：李明丹,罗庆姿,梁远锦,周柯宇受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12