[实用新型]一种用于地下模型试验的重塑土压样装置

说明书

本实用新型公开了一种用于地下模型试验的重塑土压样装置，千斤顶的顶帽连接连接圆盘，顶帽能够放置于该开口内，连接圆盘的顶部与杠杆装置一端固定连接，杠杆装置由T形基座和L形支架组成，T形基座竖直端穿过L形支架的水平位置，T形基座与L形支架连接处通过销轴连接，传力装置包括连接架、弧形传力架、卡块和滚珠，连接架上端与L形支架的水平端连接，连接架的下端为环形凹面与滚珠上端相抵，弧形传力架上端为环形凹面与滚珠下端焊接，弧形传力架底部固定设有两个长方体卡块，卡块中间设有压样装置，压样装置自上而下分别为垫环、压样器和模型箱。本装置造价低、设计简捷高效、控制精度高且压样效果好。

技术领域

本实用新型涉及地下岩土工程的试验领域，具体为一种用于地下模型试验的重塑土压样装置。

背景技术

关于重塑土试样的制备是室内土工试验的一大难点，目前，关于制备较小土样的装置和设计层出不穷，已经在一定程度解决了制样效率低、压样不均匀和制样失败导致的资源浪费等问题。然而，在开展大型的地下模型试验时，需要制备围岩模型，而试验所需的围岩模型往往通过分层压实土体制备。

现有的顶管、盾构等地下模型试验制备所需围岩模型时，由于压实的土样体积较大，往往采用堆载方式，通过摊平机或其它人力装置将土体表面压实。不易控制荷载大小，难以保证压样过程中受力均匀，从而对土体产生较大的二次扰动，对后续试验造成影响。因此，急待研发新的体积较大的重塑土样分层压实设备，使其能够应用于大型地下模型试验。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于地下模型试验的重塑土压样装置，包括千斤顶、杠杆装置、传力装置和压样装置，千斤顶为现有技术的常规千斤顶，所述千斤顶的顶帽连接连接圆盘，连接圆盘底面设有开口，顶帽能够放置于该开口内，连接圆盘的顶部与杠杆装置一端固定连接，所述杠杆装置由T形基座和L形支架组成，T形基座竖直端穿过L形支架的水平位置，T形基座与L形支架连接处通过销轴旋转连接，所述传力装置包括连接架、弧形传力架、卡块和滚珠，连接架上端与L形支架的水平端连接，连接架的下端为环形凹面与滚珠上端相抵，弧形传力架上端为环形凹面与滚珠下端焊接，弧形传力架底部固定设有两个长方体卡块，卡块中间设有压样装置，所述压样装置自上而下分别为垫环、压样器和模型箱，压样器与模型箱滑动连接，在千斤顶一侧固定刻度尺，刻度尺靠近连接圆盘边缘。

优选的，所述连接圆盘为实心圆柱，直径大于L形支架竖直端直径，上表面与L形支架竖直端焊接，下表面设有与顶帽直径和高度相等的圆柱状开口。

优选的，所述L形支架水平端靠近千斤顶一侧力臂长度为靠近压样装置一侧力臂长度的3-5倍。

优选的，所述连接架底部与弧形传力架顶部皆设有弧形凹面，且两凹面之间设有一滚珠，滚珠为球形钢珠，直径为10-40mm。

优选的，所述卡块之间的距离比垫环直径大2mm。

优选的，所述垫环为空心圆柱体，上表面设有环形凹陷，下表面设有凸起，垫环的下表面插入另一个垫环的上表面，设有3种高度的垫环，分别为10mm，20mm和30mm。

优选的，所述压样器顶面直径与垫环直径相等，且设有环形凹陷，使垫环的下端凸起能够插入压样器的顶面凹陷处。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

选用市面常用的千斤顶在一侧向上顶杠杆装置，在另一侧可通过传力装置和压样装置分层压实得到模型土体，通过改变千斤顶向上移动的顶程来控制需要压实土体的厚度，避免了人力压实造成的不均匀性和二次扰动。该装置结构简单，造价低廉，利用杠杆原理配合千斤顶可以轻易制备大型围岩模型，操作灵活，便捷高效。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的局部结构示意图；

图3为本实用新型的垫环结构示意图；