一种土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置

1.本实用新型属于土工试验设备领域，特别涉及一种土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置。


背景技术：

2.常用于土工直接拉伸试验的对称双梯形平板试样虽容易制备，但厚度太薄且不具备圆柱对称性，加载过程中边界受力状态复杂，易产生应力集中等问题，导致其在试验完成后不便脱模。
3.另一方面，渗流-拉伸耦合试验能够研究渗流对于土体直接拉伸强度的影响，以分析土体渗流-拉伸耦合状态下的力学性质，传统的拉伸试样装置使用不便且工作效率低，实用性不强。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种结构简单、制样快捷且易于脱模的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
8.一种土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置，包括两个对称设置的半模筒、底板、扩容环、顶盖、三片内模片、六根内模连杆和芯杆，两个所述半模筒对合组成承样模筒，所述底板位于所述承样模筒底部；所述扩容环位于所述承样模筒顶部，所述顶盖滑动插设在所述扩容环内侧；三片所述内模片通过六根所述内模连杆连接在所述芯杆上，组成插在所述承样模筒内部的芯模柱。
9.上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，所述承样模筒呈圆柱状，内部为对称双圆台状承样空腔；所述半模筒两边缘设置四个锁头，四个所述锁头两两排列在半模筒开口两侧，所述半模筒顶部半圆环面中心设有一个模筒定位孔。
10.上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，所述底板呈圆板状，顶面中心设有底板定位孔；所述底板外径与所述承样模筒底端内径相适配。
11.上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，所述扩容环为空心薄壁圆筒，底面对称设置两个与所述模筒定位孔相适配的环底定位销。
12.上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，所述顶盖呈圆板状，底面设有压样桩，所述顶盖中心设有八边形的顶盖通孔；所述压样桩外径与所述扩容环内径相适配。
13.上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，所述内模片为薄壁圆弧板，弧心角为120
°
；所述内模片内壁设有四个内模铰链头，两两一组分居于一侧边线的上下两端；所述芯杆为实心圆杆，顶端设有呈八棱柱状的把手；所述芯杆的中、下部各设置六个芯杆铰链头，两两一组以120
°
夹角绕芯杆轴线环形阵列布置；所述芯杆外径与所述底板定位孔内
径相适配；所述把手截面尺寸与所述顶盖通孔尺寸相适配，通过设置三片内模片、六根内模连杆和芯杆，组成芯模柱。
14.(三)有益效果
15.本实用新型的有益效果是：通过设置两个对称的半模筒，对合组成承样模筒，形成对称双圆台状承样空腔且保证脱模便利性；通过设置三片内模片、六根内模连杆和芯杆，组成芯模柱，确保试样渗流芯的顺利制备；通过设置扩容环和顶盖，构成装填击样机构，保证制备的快捷性，整体结构简单，便于操作，工作效率高，实用性强，适宜推广使用。
附图说明
16.图1为本实用新型轴侧剖面结构示意图；
17.图2为本实用新型正视剖面结构示意图；
18.图3为本实用新型外观结构示意图；
19.图4为本实用新型底板结构示意图；
20.图5为本实用新型半模筒结构示意图；
21.图6为本实用新型扩容环结构示意图；
22.图7为本实用新型顶盖结构示意图；
23.图8为本实用新型内模片结构示意图；
24.图9为本实用新型芯杆结构示意图。
25.【附图标记说明】
26.1、底板；101、底板定位孔；2、半模筒；201、锁头；202、模筒定位孔；3、扩容环；301、环底定位销；4、顶盖；401、压样桩；402、顶盖通孔；5、内模片；501、内模铰链头；6、内模连杆；7、芯杆；701、芯杆铰链头；702、把手；8、螺栓。
具体实施方式
27.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
28.本实用新型最关键的构思在于：通过设置两个对称的半模筒，对合组成承样模筒，通过设置三片内模片、六根内模连杆和芯杆，组成芯模柱，通过设置扩容环和顶盖，构成装填击样机构。
29.请参阅图1至图9，一种土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置，包括两个对称设置的半模筒2、底板1、扩容环3、顶盖4、三片内模片5、六根内模连杆6和芯杆7，两个半模筒2对合组成承样模筒，这样可形成对称双圆台状承样空腔，以保证脱模便利性，底板1位于承样模筒底部；扩容环3位于承样模筒顶部，顶盖4滑动插设在扩容环3内侧；三片内模片5通过六根内模连杆6连接在芯杆7上，组成插在承样模筒内部的芯模柱。
30.具体的，上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，承样模筒呈圆柱状，内部为对称双圆台状承样空腔；半模筒2两边缘设置四个锁头201，四个锁头201两两排列在半模筒2开口两侧，半模筒2顶部半圆环面中心设有一个模筒定位孔202。
31.具体的，上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，如图4所示，底板1呈圆板状，顶面中心设有底板定位孔101；底板1外径与承样模筒底端内径相适配。
32.具体的，上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，扩容环3为空心薄壁圆筒，底面对称设置两个与模筒定位孔202相适配的环底定位销301。
33.具体的，上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，顶盖4呈圆板状，底面设有压样桩401，顶盖4中心设有八边形的顶盖通孔402；压样桩401外径与扩容环3内径相适配，通过设置扩容环3和顶盖4，构成装填击样机构，保证制备的快捷性。
34.具体的，上述的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置中，内模片5为薄壁圆弧板，弧心角为120
°
；内模片5内壁设有四个内模铰链头501，两两一组分居于一侧边线的上下两端；芯杆7为实心圆杆，顶端设有呈八棱柱状的把手702；芯杆7的中、下部各设置六个芯杆铰链头701，两两一组以120
°
夹角绕芯杆7轴线环形阵列布置；芯杆7外径与底板定位孔101内径相适配；把手702截面尺寸与顶盖通孔402尺寸相适配，通过设置三片内模片5、六根内模连杆6和芯杆7，组成芯模柱。
35.本实用新型的土工圆台形渗流拉伸试样击实制备装置的具体实施步骤如下：
36.取两片半模筒2对合，用四根螺栓8固定两两相对的八个锁头201，构成承样模筒；取底板1塞入承样模筒底部；取三片内模片5、六根内模连杆6和芯杆7，用内模连杆6将内模铰链头501与芯杆铰链头701相连，组成芯模柱；将芯模柱伸入承样模筒，使芯杆7底端插入底板定位孔101，握持把手702转动芯杆7，以调整三片内模片5的位置，直至构成完整的薄壁圆筒；取扩容环3置于承样模筒顶部，令环底定位销301嵌入模筒定位孔202。
37.向芯模柱外壁与承样模筒内壁间的对称双圆台状承样空腔装填所需的拉伸土样；取顶盖4，将压样桩401塞进扩容环3，同时令把手702穿过顶盖通孔402；用外部击锤或加载设备施加荷载于顶盖4顶面，击实压样至既定高度；旋转顶盖4，带动芯杆7同时转动，从而向内收拢三片内模片5，使芯模柱外壁与试样脱离，上提把手702，同时抽出顶盖4和芯模柱，露出试样中心的圆柱状渗流空腔。
38.向渗流空腔装填所需的渗流土样，再次取用顶盖4，将压样桩401塞进扩容环3，击实压样至既定高度；依次拆卸顶盖4和扩容环3，松解螺栓8并脱去两片半模筒2后，取出制得的圆台形渗流拉伸试样，至此完成制样过程。
39.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。