[发明专利]一种自由下落式触探模拟装置及方法

权利要求书

1.一种自由下落式触探模拟装置，其特征在于，包括：

底座(1)；

固结仓，设置于所述底座(1)上，所述固结仓包括外壳(21)和位于所述外壳(21)内的内壳(22)，所述内壳(22)用于盛放试样，所述内壳(22)与所述外壳(21)之间形成水腔(23)；

导向管(3)，一端与所述内壳(22)固定连接且连通所述内壳(22)的内部，另一端伸出所述外壳(21)之外；

压力补偿组件(5)，设置于所述固结仓的上方，能够通过所述导向管(3)向所述内壳(22)内的试样施加竖向压力；

调节支架，设置于所述底座(1)上，包括第一支撑架(61)和与所述第一支撑架(61)连接的导轨(62)，所述第一支撑架(61)的高度可调节，所述导轨(62)在竖直平面内的角度可调节；

触探组件(4)，与所述导轨(62)滑动连接且通过锁紧件锁紧，所述触探组件(4)包括探杆(41)和探头(42)，所述探杆(41)正对所述导向管(3)设置，所述探头(42)能够贯入所述试样中。

2.根据权利要求1所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述内壳(22)包括上盖(221)、下盖(222)以及设置于所述上盖(221)与所述下盖(222)之间的柔性隔水膜(223)，所述导向管(3)的下端与所述上盖(221)固定连接。

3.根据权利要求2所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述外壳(21)包括顶盖(211)、底盖(212)以及设置于所述顶盖(211)与所述底盖(212)之间的侧壁(213)，所述顶盖(211)上设置有与所述水腔(23)相连通的进气孔和进水孔，所述侧壁(213)的底部设置有与所述水腔(23)相连通的排水孔。

4.根据权利要求3所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述顶盖(211)上开设有安装孔，所述导向管(3)穿设于所述安装孔中且所述导向管(3)能够与所述顶盖(211)锁紧固定。

5.根据权利要求1所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述压力补偿组件(5)包括第二支撑架(51)、气缸(52)和转接板(53)，所述第二支撑架(51)与所述底座(1)连接，所述气缸(52)设置于所述第二支撑架(51)上，所述气缸(52)的输出端与转接板(53)固定连接，所述转接板(53)与所述导向管(3)固定连接。

6.根据权利要求5所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述气缸(52)设置有至少两个，至少两个所述气缸(52)绕所述外壳(21)的周向均匀间隔设置，每个所述气缸(52)的输出端均与所述转接板(53)连接。

7.根据权利要求1所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述第一支撑架(61)包括固定架(611)和移动架(612)，所述固定架(611)与所述底座(1)固定连接，所述固定架(611)上沿竖直方向开设有多个第一螺纹孔，所述移动架(612)上开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一螺纹孔之间能够通过螺栓连接。

8.根据权利要求7所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述导轨(62)与所述移动架(612)之间通过调节机构连接，所述调节机构包括沿竖直方向间隔设置的两组调节组件(63)，所述调节组件(63)包括：

支撑杆(631)，与所述移动架(612)固定连接；

螺杆(632)，穿设于所述支撑杆(631)且与所述支撑杆(631)螺接；

转接块(633)，与所述导轨(62)固定连接，所述转接块(633)上设置有容置槽，所述螺杆(632)的一端插入所述容置槽内。

9.根据权利要求1所述的自由下落式触探模拟装置，其特征在于，所述探杆(41)远离所述探头(42)的一端设置有连接块(7)，所述连接块(7)与所述导轨(62)滑动连接且能够通过锁紧销固定，所述连接块(7)上设置有配重块(43)。

10.一种自由下落式触探模拟方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的自由下落式触探模拟装置，包括：

在内壳(22)中盛放试样，在水腔(23)中充水，并对试样进行真空饱和处理；

通过压力补偿组件(5)向内壳(22)内的试样施加竖向压力；

调节第一支撑架(61)的高度使得触探组件(4)位于设定高度处，调节导轨(62)在竖直平面内的角度使得探杆(41)沿竖直方向设置；

拆卸锁紧件，以释放触探组件(4)，探杆(41)在重力作用下竖直向下移动进入导向管(3)，探头(42)贯入固结仓的试样中以获得力学参数。