一种砂性土固结试样制备仪器的制作方法

1.本实用新型属于土力学试验仪器设备领域，主要涉及一种砂性土固结试样制备仪器。


背景技术：

2.砂性土是指含砂土粒较多且具有一定粘性的土。压实后水稳性好，强度较高，毛细作用小。为了研究砂性土的压缩特性，需要通过固结仪开展砂性土固结试验，但是对于如何制备具有特定密实度且均匀的砂性土试样，目前尚无规范方法和合适的仪器设备。现有技术中对土进行固结试验一般是将试样全部倒入固结仪中，用柱捣密实然后用刮板刮密实。但是这种方法会导致试样的颗粒分布和密实度不够均匀，并且在捣密过程中，难以控制试样的密实度，较难得到特定密实度的试样。


技术实现要素：

3.针对上述技术缺陷，本实用新型提供一种砂性土固结试样制备仪器，其结构简单，操作简便，得到的试样颗粒分布均匀，能够方便的制备特定密实度的砂土试样。
4.为了实现上述目的，本实用新型所提供的制备仪器由以下技术方案实现：
5.一种砂性土固结试样制备仪器，包括下料装置、固定装置和平整装置；所述下料装置包括下料管和若干个喷嘴，所述喷嘴固定在下料管下端，并与下料管贯通；所述固定装置包括固定套管、盖板和限位卡环，所述盖板套在环刀顶部，所述固定套管底部固设在盖板中部，且固定套管顶部中心位置与盖板中心位置处开设有与下料管相匹配的贯通孔，所述下料管置于其中，所述限位卡环设于下料管伸出固定套管部分，以限制下料管位置；所述平整装置固设于下料管底端，且垂直于下料管。
6.与现有技术相比，本实用新型提供的试样制备仪器，安装在固结仪底座的环刀上，通过下料管将砂土试样加到环刀中，平整装置将砂土压平，通过固定装置限制下料管的位置，调整砂土试样的密实度，重复添加试样，可制得均匀且具有特定密实度的砂土试样。
7.进一步地，所述平整装置包括若干刮条和扇形压板，所述扇形压板固设在下料管底端，各扇形压板绕下料管圆周排布，且位于同一平面，平行于环刀底面，所述喷嘴设于两个扇形压板之间，所述刮条固定在扇形压板的任一半径边上。在下料管底部固定若干块扇形压板和刮条，扇形压板和刮条与环刀底面平行，喷嘴固定于两个扇形压板之间，砂土试样可以顺利撒入到环刀，当砂土试样通过下料管和喷嘴落入到环刀内，转动下料管，使得刮条可以抚平砂土试样表面，然后通过扇形压板按压，得到一定密实度的砂土试样。
8.进一步地，所述平整装置还包括两个把手，所述两个把手固定在下料管顶端相对的两侧。平整装置的作用是抚平压实砂土试样，通过手转动下料管，从而带动刮条和扇形压板旋转，但下料管伸出固定装置的部分有限，使得操作人员不好在下料管上施加力，为此，在下料管顶端相对两侧固定有把手，通过转动把手，带动下料管旋转，从而实现对砂土试样的抚平压实。
9.进一步地，所述下料管伸出固定套管部分设有刻度尺。在下料管从固定套管伸出到把手的部分设置刻度尺，根据需要的密实度调节限位卡环到相应位置，限制下料管的下移，然后转动手柄，压实砂土试样，得到均匀且具有特定密实度的砂性土样。
10.进一步地，所述贯通孔边上设有滚轴，所述下料管通过滚轴与固定套管和盖板滚动连接。在贯通孔与下料管接触的部位安装有滚轴，下料管与固定套管、盖板上的滚轴滚动连接，下料管可以上下活动以及旋转调整位置。
11.进一步地，所述喷嘴长度不一，各喷嘴开口对准环刀平面，且各喷嘴开口不在不在同一个圆周内。喷嘴的长度不同，固定在下料管下端，各喷嘴开口面向环刀的位置不同，当下料管旋转带动喷嘴旋转时，砂土试样可以随之撒入环刀内各个位置，方便后续压平操作。
12.进一步地，所述盖板为透明盖板。盖板用于支撑和限制固定套管和下料管的位置，其设为透明，可以直接通过盖板观察到环刀内部的试样情况和喷嘴下料情况。
附图说明
13.图1为本实用新型的一种砂性土固结试样制备仪器的正视图；
14.图2为本实用新型的一种砂性土固结试样制备仪器中下料管底部的俯视图；
15.图3为图1中a区域的局部放大图。
16.其中，附图说明，1
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底座；11
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环刀；2
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下料管；21
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下料口；3
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喷嘴；4
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盖板；5
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固定套管；6
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滚轴；7
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限位卡环；8
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把手；9
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扇形压板；10
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刮条；12
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刻度尺；13
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环刀半径各四等分点；14
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喷嘴撒料路径。
具体实施方式
17.为了使本实用新型的目的和技术方案更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定于本实用新型。
18.请参考图1，本实用新型提供一种砂性土固结试样制备仪器，其安装在固结仪底座的环刀11上，包括下料装置、固定装置和平整装置，所述固定装置包括有与环刀11尺寸相匹配的盖板4，并通过盖板4套在环刀上，所述下料装置贯穿固定装置伸入到环刀11中，平整装置安装于下料装置底部，当试样从下料装置撒入到环刀11内，平整装置将试样压平，调整砂土试样的密实度，得到均匀且具有特定密实度的砂土试样。
19.所述下料装置包括下料管2和四个喷嘴3，下料管2顶部设有下料口21，底部密封，喷嘴3固定在下料管2下端外表面轴向的位置，且与下料管2贯通，每个喷嘴3等距分布；每个喷嘴3的长度不一，本实施例中，在环刀11平面内，四个喷嘴3的开口分别位于环刀圆心与第一个四等分点的中点处、第二个四等分点与第三个四等分点连线的中点处以及第三个四等分点与圆周的中点处，如图2所示；随着下料管2的旋转，砂土试样从下料口21进入下料管2中，从喷嘴3下落到环刀11内指定的区域，其撒落的区域为喷嘴撒料路径14。
20.所述固定装置包括盖板4、固定套管5和限位卡环6，盖板4尺寸与环刀11相匹配，并套在环刀11顶部，固定套管5为顶部封闭的管道，其设于盖板上方，底部与盖板4中心位置固定连接，在固定套管5顶部中心位置与盖板4和固定套管5连接部分的中心区域设有与下料管2半径相匹配的贯通孔，下料管2由贯通孔穿过固定套管5和盖板4进入到环刀11内；在贯
通孔与下料管2接触的部位安装有滚轴6，即下料管2与固定套管5、盖板4通过滚轴6滚动连接，下料管2可以上下活动以及旋转调整位置；限位卡环7卡接在下料管2从固定套管5顶部伸出部分任意位置上，当下料管2上下活动时，调节限位卡环7的位置，对下料管2进行限位。
21.其中，在下料管2从固定套管5顶部伸出部分的外管壁上安装有刻度尺12，如图3所示，根据需要设定限位卡环7的位置，限制下料管2的下移，下放砂土试样，完成固结试样的制备。
22.所述平整装置包括若干个扇形压板9和刮条10，如图2所示，扇形压板9固定在下料管2的底部，分布在两个喷嘴3之间，绕下料管2底端圆周排布并与下料管2垂直设置，即平行于环刀11底面；刮条10固定在扇形压板9的任一半径边上，凸起朝向环刀11底面，当一定量的砂土试样通过喷嘴3撒入环刀11内时，转动下料管2，带动刮条10旋转，刮平砂土试样表面，并通过扇形压板9对砂土试样进行按压，得到颗粒分布较为均匀和密实度较好的固结试样。
23.在对环刀11内的砂土试样进行平整的过程中，操作者需要对下料管2伸出固定套管部分施加力道，从而带动下料管2旋转，但由于下料管2的尺寸不大，其受力部位有限，操作者比较难以施展，为此，在下料管2顶端相对的两侧固定有把手8，操作者转动把手8，带动下料管2旋转，压平环刀11内的砂土试样。
24.另外，为在砂土试样撒入环刀的过程中可以观察到内部试样情况，盖板4可采用透明盖板，直接通过盖板4观察到环刀11内部的试样情况和喷嘴3下料情况。
25.需要说明的是，根据实际情况，本实用新型中喷嘴3及扇形压板9的数量可以根据需求调整，其安装位置也随之调整，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾，但是限于篇幅，不进行一一描述。
26.以下为本装置的使用过程：
27.首先，将砂土试样从下料口21加入到下料管2中，转动把手8使下料管2旋转，将砂土试样均匀的撒入环刀11内，通过盖板4观察环刀11内试样撒落情况，调节限位卡环7的位置，限位卡环7位于固定套管5的顶部，阻止下料管2进一步下移，然后转动把手8，刮平并压实环刀11内的砂土试样，得到均匀且具有特定密实度的砂土试样。
28.综上所述，本实用新型提供一种砂性土固结试样制备仪器，通过下料管2将砂土试样加到环刀11中，平整装置将砂土压平，通过固定装置限制下料管的位置，以调整砂土试样的密实度，制备得均匀且具有特定密实度的砂性土样。
29.本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变化。