[实用新型]一种制作球形土样的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种制作球形土样的实验装置，解决了球形土样的制备及拆模时土样易损坏的问题。本实用新型包括上模、下模和传力柱，上模包括半球形的上壳体，上壳体的上端设置有与上壳体的内腔相连通的上导向筒，下模包括与上壳体相对接的半球形的下壳体，下壳体的底端设置有与下壳体的内腔相连通的下导向筒，上壳体与下壳体的对接口设置有卡接结构，上导向筒和下导向筒关于上壳体与下壳体的对接口相对称，上壳体与下壳体对接后上壳体的内腔和下壳体的内腔组成一个完整的球形腔体，传力柱包括设置在上导向筒内的上传力柱和设置在下导向筒内的下传力柱。本实用新型结构新颖实用、操作便捷可靠，具有很好的推广应用前景。

技术领域

本实用新型涉及土样实验技术领域，特别是指一种制作球形土样的实验装置。

背景技术

室内土工试验是获得土体强度、固结、渗透参数的一种重要方法，土样制备是其获得参数准确与否的必要步骤。在进行土样物理力学性能测试过程中，经常遇到球应力状态下的土体力学性能响应问题，如在进行材料膨胀性能测试中，球应力状态下的力学性能是基础。目前球形土样的制备在实验过程中多采用一定规格圆柱体进行，但由于尺寸效应与端部应力等问题，球形土样的制备时及拆模时土样易损坏，导致测试结果与理论存在很大的差异，故进行球形土样制样装置与使用方法的研制具有重要的理论与实际意义。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种制作球形土样的实验装置，解决了球形土样的制备及拆模时土样易损坏的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种制作球形土样的实验装置，包括上模、下模和传力柱，上模包括半球形的上壳体，上壳体的上端设置有与上壳体的内腔相连通的上导向筒，下模包括与上壳体相对接的半球形的下壳体，下壳体的底端设置有与下壳体的内腔相连通的下导向筒，上壳体与下壳体的对接口设置有卡接结构，上导向筒和下导向筒关于上壳体与下壳体的对接口相对称，上壳体与下壳体对接后上壳体的内腔和下壳体的内腔组成一个完整的球形腔体，传力柱包括设置在上导向筒内的上传力柱和设置在下导向筒内的下传力柱。

所述卡接结构包括设置在上壳体开口处的内卡环，内卡环的外周设置有回转凸台，下壳体与上壳体的对接端设置有外卡环，外卡环的内周设置有与回转凸台相卡接的回转凹槽。

所述内卡环包括内光滑环壁和设置有所述回转凸台的凸台环壁，内光滑环壁和凸台环壁均设置有两段，每段内光滑环壁和每段凸台环壁均占内卡环总长的四分之一，内光滑环壁和凸台环壁间隔设置，所述外卡环包括外光滑环壁和设置有回转凹槽的凹槽环壁，外光滑环壁和凹槽环壁均设置有两段，每段外光滑环壁和每段凹槽环壁占外卡环总长的四分之一，凹槽环壁和外光滑环壁也为间隔设置。

所述上传力柱包括与上导向筒插接配合的上立柱，上立柱上端设置有与上导向筒的上端口挡止的上限位块，上立柱的长度与上导向筒的长度相同，上立柱插入上导向筒的一端设置有球面结构，球面结构与上壳体的内腔面相匹配。

所述下传力柱设置有与下导向筒插接配合的下立柱，下立柱下端设置有与下导向筒的下端口挡止的下限位块，下立柱的长度与下导向筒的长度相同，下立柱插入下导向筒的一端设置有球面结构，球面结构与下壳体的内腔面相匹配。

本实用新型中设置分体式的上模和下模，可以避免在取出球形土样时对球形土样造成刮蹭，进而保证了土样的完整性；设置上导向筒配合上传立柱、设置下导向筒配合下传力柱使用不仅可以同时用于向球形腔体内填充土样及对土样进行压实，而且有助于分离球形土样与上模和下模；设置回转凸台及与回转凸台相卡接的回转凹槽，不仅可以便捷地实现上壳体与下壳体的结合和分离，而且可以最大限度地保证球形土样制作的完整性，进而保证实验结果的可靠性；本实用新型的使用方法顺序合理、操作便捷，在上传立柱的球面结构、下传力柱的球面结构、上壳体的内腔面和下壳体的内腔面上粘贴一层隔离膜，可以保证在旋转上传力柱、下传力柱、上壳体、下壳体时对球形土样的扰动最小，同时也有助于球形土样与上壳体和下壳体分离。本实用新型结构新颖、功能实用、操作便捷，具有很好的推广应用前景。