一种无侧限抗压强度试样制备装置的制作方法

1.本实用新型属于土工试验技术领域，具体涉及一种无侧限抗压强度试样制备装置。


背景技术：

2.水利水电、港航、岩土、桥隧等工程都需要对土的参数进行研究，从而确定土的力学性能，进行进一步的工程设计。土的力学参数测定试验中，无侧限抗压强度试验具有试验简便、操作简单的优点，工程的地基勘察报告中常采用无侧限抗压强度指标。土体的无侧限抗压强度需要通过无侧限抗压试验进行测试，试样的制备是进行试验的首要工作，而试样制备的好坏直接影响着土的力学性能测定。
3.当前，无侧限抗压强度试验的试样主要是利用三瓣模制作，成型后脱模，在养护箱养护到试验规定的龄期后进行试验。三瓣模通常采用金属制成，部分土样含水率很高，部分土样还具有一定的腐蚀性，容易对三瓣模模具造成腐蚀；同时三瓣模的尺寸类型较少，不能适应多种尺寸试样的制作，具有较大的局限性；三瓣模的成本较高，市场上一套三瓣模模具的价格约为两百元；三瓣膜的操作复杂，制样耗时长，技术要求高。此外，试样的养护需要养护箱进行养护，占用空间大，耗能高，同时大批量试样的养护，会造成养护空间的紧缺。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种无侧限抗压强度试样制备装置，模具结构简单且密封性好，制样便捷，适用范围广，养护方便。
5.本实用新型提供了如下的技术方案：
6.一种无侧限抗压强度试样制备装置，包括养护水槽和模具；
7.所述养护水槽包括槽体以及能够沿槽体内壁滑动的若干纵向轨道杆和横向轨道杆，所述纵向轨道杆和横向轨道杆交叉设置并形成若干限位槽；
8.所述模具放置于所述限位槽中，所述模具包括呈半空心圆柱体结构的第一半圆管和第二半圆管，所述第一半圆管和第二半圆管的侧边相互卡合且卡合缝隙贴有防水胶带，所述第一半圆管和第二半圆管的两端分别连接有顶盖和底盖。
9.优选的，所述模具还包括安装于第一半圆管和第二半圆管外部的卡箍，所述卡箍为开放式圆圈结构，开口处通过螺栓连接。
10.优选的，所述防水胶带的宽度为8
‑
15mm。
11.优选的，所述第一半圆管的侧边设有开口向外的第一企口，所述第二半圆管的侧边设有开口向内的第二企口，所述第一企口和第二企口相互卡合。
12.优选的，所述第一半圆管和第二半圆管的两端均设有外螺纹，所述顶盖和底盖内壁均设有与外螺纹相配合的内螺纹。
13.优选的，所述第一半圆管和第二半圆管的内壁均设有刻度线。
14.优选的，所述槽体包括底面以及与底面垂直相连的一对横向侧壁和一对纵向侧
壁，所述横向侧壁上设有横向轨道槽，所述纵向侧壁上设有纵向轨道槽，所述横向轨道槽和纵向轨道槽的高度不同，所述横向轨道杆和纵向轨道杆分别在横向轨道槽和纵向轨道槽内滑动，并形成大小不同的若干限位槽。
15.优选的，所述横向轨道槽和纵向轨道槽的结构相同，均包括外滑槽以及与外滑槽连通的内滑槽，所述内滑槽的宽度大于外滑槽的宽度；所述纵向轨道杆和横向轨道杆的结构相同，均包括杆体以及设于杆体两端的滚轴，所述滚轴安装于内滑槽内，且所述滚轴的直径大于杆体的直径。
16.优选的，还包括刮刀，所述刮刀包括手柄以及与手柄固定连接的刮片，所述刮片边缘呈圆弧形，且圆弧直径与第一半圆管及第二半圆管的直径相同。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.（1）本实用新型的模具，包括呈半空心圆柱体结构的第一半圆管和第二半圆管，第一半圆管和第二半圆管的侧边相互卡合，两端分别连接有顶盖和底盖，结构简单，制样便捷，拆模时将两个半圆管分开，即可脱模，避免了挤推等方式造成的试样扰动；
19.（2）本实用新型的模具，第一半圆管和第二半圆管侧边的卡合缝隙贴有防水胶带，密封性好，防水胶带可以有效止水，防止内部水分和土体流失，养护时，养护水槽内的水无法进入模具内部，不会对土样造成影响；
20.（3）本实用新型的模具，第一半圆管和第二半圆管的两端分别连接有顶盖和底盖，配合安装于第一半圆管和第二半圆管外部的卡箍，形成三重约束，防止试样土体的侧压力使模具变形而影响无侧限抗压强度试样的形状；
21.（4）本实用新型的模具，第一半圆管和第二半圆管可以根据所需试样的尺寸从市场定制，可以制作多种规格的土体试样，适用范围广；
22.（5）本实用新型的养护水槽，包括槽体以及能够沿槽体内壁滑动的若干纵向轨道杆和横向轨道杆，纵向轨道杆和横向轨道杆交叉设置并形成若干限位槽，限位槽的大小可调，可以养护不同尺寸的试样，适用范围广，纵向轨道杆和横向轨道杆可以避免因意外扰动导致试样倾覆，造成试样损伤甚至破坏。
附图说明
23.图1是本实用新型的结构示意图；
24.图2是模具的结构示意图；
25.图3是第一半圆管的结构示意图；
26.图4是第一半圆管的俯视结构示意图；
27.图5是第二半圆管的结构示意图；
28.图6是第二半圆管的俯视结构示意图；
29.图7是底盖的结构示意图；
30.图8是养护水槽的结构示意图；
31.图9是横向侧壁的结构示意图；
32.图10是纵向侧壁的结构示意图；
33.图11是纵向轨道杆的结构示意图；
34.图12是刮刀的结构示意图；
35.图中标记为：1、顶盖；2、底盖；3、卡箍；4、刮刀；41、手柄；42、刮片；5、防水胶带；6、养护水槽；7、第一企口；8、第二企口；9、外螺纹；10、第二半圆管；11、内螺纹；12、第一半圆管；13、纵向轨道杆；14、横向轨道杆；15、刻度线；16、纵向轨道槽；17、横向轨道槽；18、横向侧壁；19、纵向侧壁；20、限位槽；21、内滑槽；22、外滑槽；23、滚轴；24、杆体；25、模具。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
37.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.如图1、2和8所示，一种无侧限抗压强度试样制备装置，包括养护水槽6和模具25；养护水槽6包括槽体以及能够沿槽体内壁滑动的若干纵向轨道杆16和横向轨道杆17，纵向轨道杆16和横向轨道杆17交叉设置并形成若干限位槽20；模具25放置于限位槽20中，模具25包括呈半空心圆柱体结构的第一半圆管12和第二半圆管10，第一半圆管12和第二半圆管10的侧边相互卡合且卡合缝隙贴有防水胶带5，第一半圆管12和第二半圆管10的两端分别连接有顶盖1和底盖2。
39.如图2所示，模具25还包括安装于第一半圆管10和第二半圆管12外部的卡箍3，卡箍3为开放式圆圈结构，不锈钢材质，开口处通过螺栓连接，可以自由调节松紧，能够增强第一半圆管10和第二半圆管12的连接强度，防止试样土体的侧压力使模具变形而影响无侧限抗压强度试样的形状。防水胶带5为乙丙橡胶材质的防水胶带，宽度为8
‑
15mm，可以紧密贴在第一半圆管10和第二半圆管12的卡合缝隙处。第一半圆管10和第二半圆管12均为聚碳酸酯材质，耐腐蚀性强，可以制备多种耐腐蚀的土体的试样，且可重复使用，多次制样。本模具使用材料均可在市场上购买得到，组件来源广、价格低，可以批量制作模具，降低成本。
40.如图3
‑
7所示，第一半圆管10和第二半圆管12的内径和外径均相同，第一半圆管10的侧边设有开口向外的第一企口7，第二半圆管10的侧边设有开口向内的第二企口8，第一企口7和第二企口8相互卡合，结构简单，密封性好，提高了制样的便捷性。第一半圆管10和第二半圆管12的两端均设有外螺纹9，顶盖1和底盖2内壁均设有与外螺纹9相配合的内螺纹11，顶盖1、底盖2通过螺纹与第一半圆管10和第二半圆管12拧紧，形成整体。第一半圆管10和第二半圆管12的内壁均设有刻度线15，便于确定土体高度。
41.如图8所示，槽体包括底面以及与底面垂直相连的一对横向侧壁18和一对纵向侧壁19，横向侧壁18上设有横向轨道槽17，纵向侧壁19上设有纵向轨道槽16，横向轨道槽17和纵向轨道槽16的高度不同，横向轨道杆14和纵向轨道杆13分别在横向轨道槽17和纵向轨道槽16内滑动，并形成大小不同的若干限位槽20，养护水槽6内可以加水，在限位槽20内养护试样，可避免试样倾覆。
42.如图9
‑
11所示，横向轨道槽17和纵向轨道槽16的结构相同，均包括外滑槽22以及与外滑槽22连通的内滑槽21，内滑槽21的宽度大于外滑槽22的宽度；纵向轨道杆13和横向轨道杆14的结构相同，均包括杆体24以及设于杆体24两端的滚轴23，滚轴23安装于内滑槽
21内，且滚轴23的直径大于杆体24的直径。
43.如图12所示，本实施例提供的无侧限抗压强度试样制备装置，还包括刮刀4，刮刀4包括手柄41以及与手柄41固定连接的刮片42，刮片42边缘呈圆弧形，且圆弧直径与第一半圆管12及第二半圆管10的直径相同，便于在第一半圆管12、第二半圆管10、顶盖1及底盖2内壁涂抹凡士林，涂抹速度快，涂抹均匀，使得土样不粘于模具内壁，便于试样脱模。
44.本实施例中无侧限抗压强度试样的制备过程如下：
45.1）根据所需试样的直径及高度确定第一半圆管10和第二半圆管12的内径及高度；
46.2）将第一半圆管10和第二半圆管12通过第一企口7和第二企口8拼接在一起，形成主体结构，利用刮刀4在半圆管、顶盖1及底盖2内壁涂凡士林，拧紧底盖2；
47.3）在第一半圆管10和第二半圆管12的卡合缝隙处贴上防水胶带5，将卡箍3卡在第一半圆管10和第二半圆管12的外壁上，拉紧获得拼接好的模具；
48.4）向上述模具内装入土样，根据刻度线15来确定装入土样的量，分层击实，分层数根据试样高度决定，根据要求的试样尺度制备完成后，拧紧顶盖1；
49.5）向养护水槽6内注水，注水深度略微超过模具25高度，将模具25放入限位槽20内，室内养护到规定龄期；
50.6）取出模具25，松开卡箍3，撕下防水胶带5，拧下顶盖1和底盖2，小心打开第一半圆管10和第二半圆管12，取出试样，并将模具各部分清洗干净，晾干备用。
51.本实用新型的模具，结构简单，制样便捷，拆模时将两个半圆管分开，即可脱模，避免了挤推等方式造成的试样扰动；第一半圆管和第二半圆管侧边的卡合缝隙贴有防水胶带，密封性好，防水胶带可以有效止水，防止内部水分和土体流失，养护时，养护水槽内的水无法进入模具内部，不会对土样造成影响；顶盖、底盖和卡箍形成三重约束，防止试样土体的侧压力使模具变形而影响无侧限抗压强度试样的形状；第一半圆管和第二半圆管可以根据所需试样的尺寸从市场定制，可以制作多种规格的土体试样，适用范围广。
52.本实用新型的养护水槽，包括槽体以及能够沿槽体内壁滑动的若干纵向轨道杆和横向轨道杆，纵向轨道杆和横向轨道杆交叉设置并形成若干限位槽，限位槽的大小可调，可以养护不同尺寸的试样，适用范围广，纵向轨道杆和横向轨道杆可以避免因意外扰动导致试样倾覆，造成试样损伤甚至破坏。
53.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。