[发明专利]一种岩土模型试验件用制备装置及方法

权利要求书

1.一种岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，包括模具筒、能够从模具筒第一端开口插入的锤击件、以及可拆卸安装于第二端开口处的底座；

还包括顶出机构，顶出机构包括可拆卸固定在第一端开口处的顶盖，顶盖中穿设有顶杆，顶杆能在直线驱动机构带动下，伸入模具筒中并沿模具筒的中心轴线做往复直线运动；

所述模具筒具有圆筒形内腔，模具筒的内壁处贴附有环形柔性板，环形柔性板能够发生弹性变形，以改变内腔的尺寸，模具筒的侧壁处设有上窄下宽的半圆环形导向槽，导向槽中安装有半圆环形压板，半圆环形压板能够压紧在环形柔性板一侧；半圆环形导向槽中安装有楔形块，楔形块能够在竖向运动的过程中，压紧或放松半圆环形压板，楔形块能够通过驱动组件驱动以实现上下运动。

2.根据权利要求1所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，所述模具筒竖向设置，模具筒的上端开口处可拆卸安装有所述顶盖或锤击件，下端开口处可拆卸安装有所述底座。

3.根据权利要求1或2所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，所述顶杆的一侧具有一列沿顶杆延伸方向的齿牙，顶盖与支撑架固定，支撑架与齿轮转动连接，齿轮与齿牙啮合以驱动顶杆的运动，齿轮的端面处固定有转杆，转杆用于驱动齿轮的运动。

4.根据权利要求3所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，所述支撑架处转动连接有滑轮，滑轮安装在顶杆背离齿轮的一侧，滑轮用于实现顶杆运动时的导向；

在顶杆朝向远离模具筒方向运动至极限位置时，转杆背离齿轮的一端倾斜朝向滑轮的一侧伸出，以使得转杆下压的动力能够提供给模具筒向下的压力。

5.根据权利要求1所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，所述模具筒的上端开口处设有外螺纹，顶盖中具有与外螺纹啮合的内螺纹，以实现顶盖与模具筒的可拆卸固定。

6.根据权利要求1所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，所述锤击件包括相互固定的台座与锤头，锤头的横截面形状及尺寸与模具筒内腔的横截面形状及尺寸相适配，台座的形状及尺寸被设置为：台座无法伸入模具筒的内腔；

所述台座中设有螺孔，锤头的一端为螺纹段，螺纹段与螺孔通过螺纹连接，螺纹段旋入螺孔的深度可调，以调节锤头伸入模具筒内腔的深度。

7.根据权利要求1所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，所述驱动组件包括推杆，推杆的一端与楔形块通过万向头连接，推杆的另一端能够从模具筒侧壁的通槽伸出，通槽连通半圆环形导向槽与外部环境，推杆的另一端具有滑槽，转杆的一端具有螺纹孔，螺纹孔中具有锁紧螺栓组件，锁紧螺栓组件能够穿过螺纹孔及滑槽后，实现锁紧螺栓组件与滑槽的滑动连接。

8.根据权利要求1所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，所述半圆环形压板、环形柔性板及半圆环形导向槽在竖向的高度相同。

9.一种岩土模型试验件制备方法，利用了权利要求1-8中任意一项所述的岩土模型试验件用制备装置，其特征在于，包括以下步骤：

利用底座封堵模具筒的第二端开口，在模具筒中填充试样材料；

试样材料填充完毕后，利用锤击部件夯实模具筒中的试样材料，等试样材料成型稳固后形成试验件，拆除底座及锤击件；

在模具筒的第一端开口处安装顶盖、顶杆及直线驱动机构，利用直线驱动机构的驱动使得顶杆伸入模具筒的内腔并将试验件脱模推出。