一种对辊削土式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的制作方法

本发明涉及岩土工程、地质工程的室内土工试验技术领域，具体为一种对辊削土式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置。

背景技术：

依据土工试验方法标准(gb/t50123-1999)及《土工试验规程》(ys/t5225-2016)，采用切削的方式制备室内三轴试验原状黏性土样。具体方法如下：1)对于较软的土样，先用钢丝锯或切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土盘上下圆盘之间，用钢丝锯或切土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直至土样被削成规定的直径为止。试样切削时应避免扰动，当试样表面遇有砾石或凹坑时，允许用削下的余土填补。2)对较硬的土样，先用切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土架上，用切土器切削土样，边削边压切土器，直至切削到超出试样高度约2cm为止。3)取出试样，按规定的高度将两端削平，称量。并取余土测定试样的含水率。4)对于直径大的土样，可用分样器切成3个土柱，按上述方法切取试样。但是上述切削方式需要一手将土样固定，另一只手手持切土刀一点一点的将土样切削至标准规格，此过程完全依赖操作者的手感，费时费力。目前也有一些装置能够将土样固定，然后操作者用切削刀一点一点切削土样，此方法在土样的稳定性上得到了加强，但是由于是手持切削刀，且切削刀在切削过程中切削路径不规则，存在一系列“扰动”。并且切削过程中一旦土样破碎，则必须重新制样。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种对辊削土式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种对辊削土式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置，包括护样板支架、用于支撑土样的护样盘、若干个固定机构、若干个护样板以及切削机构，所述护样盘枢接在护样板支架上，若干所述固定机构绕护样盘中心等角度分布，所述护样板设置在固定机构上且与土样的位置相对应，切削机构安装在其中一个固定机构上，所述切削机构包括两个相对应的轴辊式细牙锉、c型传动架、传动组件，所述两个轴辊式细牙锉的上下两端均枢接在c型传动架上，传动组件能够带动两个轴辊式细牙锉相对转动。

优选的，所述传动组件包括三根轴杆、传动齿轮、从动圆锥齿轮、主动锥齿轮和手柄，所述三根轴杆呈直角形枢接在c型传动架上，两个轴辊式细牙锉套在两个相邻的轴杆上，三根轴杆上均设置有传动齿轮且依次啮合，所述从动圆锥齿轮设置在未套有轴辊式细牙锉的轴杆上，所述手柄枢接在c型传动架上且与主动锥齿轮相连，所述主动锥齿轮与从动圆锥齿轮啮合。

优选的，所述固定机构的数量为八个。

优选的，所述固定机构包括径向开设在护样板支架上的八个连接槽口、连接槽牙、设置在护样板支架底部的凸起销孔以及护样板连接螺栓，八个连接槽口绕着护样盘中心等角度设置，所述凸起销孔设置在连接槽口的内端，所述护样板和c型传动架的底部均设置有连接槽牙，所述连接槽牙延伸至连接槽口的另一侧，所述护样板连接螺栓穿过连接槽牙且与凸起销孔螺纹连接。

优选的，所述护样板支架和护样盘的数量均为两个，两个护样盘上下对应，上下两个护样板支架上均设置有固定机构。

优选的，两个所述护样盘相对应的一面均设置有针齿。

(三)有益效果

本发明提供了一种对辊削土式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置。具备以下有益效果：

1、该对辊削土式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置，两个轴辊式细牙锉实现与土样的外缘相切点之间的对向向内运动，使得切削过程中，对原状土样的扰动达到最小。且该装置操作简单、使用方便，易于安装，克服现有室内三轴试验制取原状黏性土试样技术中存在的“扰动”、“凭手感经验”等不足。

附图说明

图1为本发明的正面剖视图；

图2为本发明的侧面剖视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的传动组件结构示意图；

图5为本发明的传动齿轮结构示意图。

图中：1轴辊式细牙锉、2传动组件、3c型传动架、4护样板、5护样板支架、6护样板连接螺栓、7护样盘、8手柄、9深沟球轴承、10轴杆、11传动齿轮、12从动圆锥齿轮、13主动圆锥齿轮、14连接槽牙、15连接槽口、16凸起销孔、17针齿、18圆锥滚子轴承。

具体实施方式

本发明实施例提供一种对辊削土式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置，如图1-5所示，包括护样板支架5、用于支撑土样的护样盘7、若干个固定机构、七个护样板4以及切削机构。

如图1所示，护样板支架5和护样盘7的数量均为两个，两个护样盘7必须保持端面平行且同轴。两个护样盘7的外端通过圆锥滚子轴承18分别枢接在两个护样板支架5上。两个护样盘7上下对应。

两个护样盘7相对应的一面均设置有针齿17。两个护样盘7上有针齿17的一面分别插入原状土样轴线方向的上下端部。通过设置针齿17能够使土样牢牢固定在护样盘7上。

如图3所示，八个固定机构绕护样盘18中心等角度分布，七个护样板4设置在固定机构上且与土样的位置相对应，切削机构安装在其余一个固定机构上。

如图1所示，切削机构包括两个相对应的轴辊式细牙锉1、c型传动架3、传动组件2。两个轴辊式细牙锉1的上下两端通过深沟球轴承9枢接在c型传动架3上，实现两个轴辊式细牙锉1与土样的外缘相切点之间的对向向内运动，使得切削过程中，对原状土样的扰动达到最小。传动组件2能够带动两个轴辊式细牙锉1相对转动。

如图4-5所示，传动组件2包括三根轴杆10、传动齿轮11、从动圆锥齿轮12、主动锥齿轮13和手柄8，三根轴杆10呈直角形枢接在c型传动架3上，两个轴辊式细牙锉1套在两个相邻的轴杆10上，三根轴杆10上均设置有传动齿轮10且依次啮合，从动圆锥齿轮12设置在未套有轴辊式细牙锉1的轴杆10上，手柄8枢接在c型传动架3上且与主动锥齿轮13相连，主动锥齿轮13与从动圆锥齿轮12啮合。

如图3所示，上下两个护样板支架5上均设置有八个固定机构。

固定机构包括径向开设在护样板支架5上的八个连接槽口15、连接槽牙14、设置在护样板支架5底部的凸起销孔16以及护样板连接螺栓6，八个连接槽口15绕着护样盘7中心等角度设置，八个连接槽口15分别相隔45°分布。凸起销孔16设置在连接槽口15的内端，护样板4和c型传动架3的底部均设置有连接槽牙14，连接槽牙14延伸至连接槽口15的另一侧，护样板连接螺栓6穿过连接槽牙14且与凸起销孔16螺纹连接。

工作原理：制样时，每个护样板支架5上有8个连接槽口15，只安装7个护样板4，七个护样板4将土样固定在护样盘7上。剩下的一个安装带有切削机构的c型传动架3。在传动组件2的带动下，两个轴辊式细牙锉1向相反的、侧向揉紧土样的方向转动，轴辊式细牙锉1“磨削”过程中，调整护样板连接螺栓6，以不断向内“磨削”土样，土样一个方向的“磨削”深度不宜过大。完成土样一个方向的“磨削”后，需取下c型传动架3，在此连接槽口15上安装护样板4。在卸下护样板4的相应连接槽口15上安装带有切削机构的c型传动架3，继续切削土样。环形循环切削，直到切削出符合规格要求的原状土试样。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。