[发明专利]一种砂土体冲击荷载试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种砂土体冲击荷载试验装置，其特征在于，包括控制箱(1)、下落组件和模具筒组件；

所述模具筒组件包括装样筒(5)、对开套筒(6)和底座(7)；所述装样筒(5)是由若干个钢化玻璃环(501)叠加组合而成的空心圆柱体；所述对开套筒(6)可轴向对称地拆分为两片对开模(601)；所述两片对开模(601)可严密合实；所述装样筒(5)塞入对开套筒(6)内；所述对开套筒(6)外部套有若干个紧箍环套(602)；所述紧箍环套(602)将对开套筒(6)夹紧；所述对开套筒(6)下端与底座(7)相连；试验时，装样筒(5)内装有土样；

所述控制箱(1)包括壳体Ⅰ(101)、壳体Ⅱ(102)和固定盘(103)；所述壳体Ⅰ(101)和壳体Ⅱ(102)均为中空长方体；所述壳体Ⅱ(102)上开设有贯穿壳体Ⅱ(102)上下表面的定位孔；所述壳体Ⅰ(101)的一侧记为平面A；所述壳体Ⅱ(102)和固定盘(103)与平面A固定连接；所述壳体Ⅱ(102)位于壳体Ⅰ(101)上端，固定盘(103)位于壳体Ⅰ(101)下端；试验时，模具筒组件通过底座(7)连接固定在固定盘(103)上；

所述壳体Ⅰ(101)和壳体Ⅱ(102)中空部分连通，共同组成控制箱(1)的内腔；所述控制箱(1)的内腔中具有控制系统；所述平面A上还布置有纵向传送带(104)；所述传送带(104)与控制系统相连；所述传送带(104)上固定有卡头(1041)；

所述下落组件包括击锤导杆(2)和击锤(3)；

所述击锤导杆(2)包括杆体(202)和锤座(203)；所述杆体(202)上端穿过壳体Ⅱ(102)的定位孔，并通过定位销(1021)固定；所述杆体(202)下端与锤座(203)连接；试验时，锤座(203)伸入装样筒(5)内；所述杆体(202)上具有纵向卡槽(2021)；所述卡槽(2021)中卡合固定有定位块(201)；所述定位块(201)为楔形卡块；所述定位块(201)可沿卡槽(2021)上下移动；

所述击锤(3)上具有限位孔(301)；所述限位孔(301)贯穿击锤(3)的上下表面；所述击锤(3)套装在杆体(202)上，杆体(202)穿过限位孔(301)；所述击锤(3)内水平镶嵌有可伸缩凸块(8)；所述可伸缩凸块(8)中部具有供击锤导杆(2)穿过的孔洞Ⅰ(801)；所述可伸缩凸块(8)的两端均伸出击锤(3)的侧壁；所述可伸缩凸块(8)一端搭设在卡头(1041)上，另一端开设有供顶推弹片(9)穿过的孔洞Ⅱ(802)；所述顶推弹片(9)一端固定在击锤(3)的侧壁上，另一端伸出孔洞Ⅱ(802)；

工作时，控制系统驱动传送带(104)运转，传送带(104)通过卡头(1041)引导击锤(3)沿杆体(202)杆体上行；当击锤(3)上移至上止点时，定位块(201)推动可伸缩凸块(8)回移，致使可伸缩凸块(8)脱离卡头(1041)；击锤(3)沿杆体(202)自由下落并冲击锤座(203)；击锤(3)下落过程中；顶推弹片(9)推动可伸缩凸块(8)伸出；击锤(3)完成冲击；传送带(104)运转一圈后，卡头(1041)再次带动击锤(3)向上运动，进行循环冲击试验。

2.根据权利要求1所述的一种砂土体冲击荷载试验装置，其特征在于：所述装样筒(5)和对开套筒(6)均采用透明可视化玻璃材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种砂土体冲击荷载试验装置，其特征在于：所述对开套筒(6)顶部设有限位部(6011)；所述对开套筒(6)底部设有连接部(6012)；所述连接部(6012)通过螺栓与底座(7)固定连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种砂土体冲击荷载试验装置，其特征在于：所述装样筒(5)为内径4cm，外径5cm，高度2cm；对开套筒(6)内径6cm，壁厚5mm，高度11cm。

5.根据权利要求1或2所述的一种砂土体冲击荷载试验装置，其特征在于：所述控制系统包括交流电动机、齿轮和控制面板(1022)。

6.一种采用权利要求1所述砂土体冲击荷载试验装置的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)将组装好的装样筒(5)塞入对开套筒(6)中；使用紧箍环套(602)将对开套筒(6)夹紧后，将开套筒(6)与底座(7)固定连接；

2)按照试验要求制备土样；将土样装入装样筒(5)内；调整模具筒组件的位置，并与固定盘(103)固定；

3)拔起定位销(1021)，将锤座(203)伸入装样筒(5)对土样进行压密；

4)按设定试验工况进行冲击试验；

5)锤击结束后提起击锤导杆(2)，从固定盘(103)上取出模具筒组件；测定土样的振后高度，拆除对开套筒(6)；分别收集每一层钢化玻璃环(501)内的土样，分别进行颗粒破碎、相对密实度和级配演化分析试验。