一种适合土工材料试验的剖分式试模装置的制作方法

一种适合土工材料试验的剖分式试模装置
【技术领域】
1.本实用新型属于公路土工室内试验设备领域，具体涉及一种适合土工材料试验的剖分式试模装置。


背景技术：

2.在《公路土工试验规程》(jtg3430-2020)中的击实试验(t0103-2019)以及《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(jtg e51-2009)中的无机结合料稳定材料击实试验方法(t0804-1994)中应用到的2.1小结内的试筒。在试验时，把试样分层填入试筒中，用击锤对每一分层进行击实，使试件在试筒内成型，然后在千斤顶和推土支架的辅助下，使用电动脱模器将试件从试筒内顶出，然而此种方法，会导致试件在定出过程中，试件受到推力作用容易造成试件边缘部位破坏，而对于一些低强度试件，甚至会造成大面积破坏，改变土的密实度；同时电动脱模器需要接入电源，对使用环境有要求。同时由于其需要使用千斤顶和推土支架等辅助工具，另外在传统试验中采用分层填筑时，各层高度不好控制，需要不断测量，这就导致操作较为繁琐，从而造成了工时的浪费。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，无需借助千斤顶和推土支架等辅助工具，也无需脱模设备，通过打开锁扣和螺纹立柱，即可完成试件的脱模，且脱模完成后不会破坏试件，在提高实验效率的同时使试验结果更加精准，同时采用分层剖分式结构，每层的高度可以精确控制，无需测量，省时省力。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的，提供一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，包括：
5.至少两块半空心圆柱立模，其拼装成一剖分式模具，所述剖分式模具侧壁对称向外延伸有挂耳，该挂耳上设有定位孔，所述半空心圆柱立模端部对称设有固定柱；
6.用于连接两块半空心圆柱立模的锁扣，其包括：活动设于固定柱上的固定环，该固定环侧壁径向延伸出一连接片，该连接片上开设有与固定柱相适应的凹槽，该凹槽朝开口朝向下方；
7.立模底座，其上方对称设有螺纹孔，且该立模底座中心位置设有一与剖分式模具相适应的固定槽；
8.用于连接剖分式模具和立模底座的两个螺纹立柱，其依次插入定位孔、螺纹孔，该螺纹立柱位于挂耳的上方采用螺母固定。
9.特别的，所述挂耳设于半空心圆柱立模外壁中心位置，如此设计，可使两个半空心圆柱立模受力更加均匀，便于后期试件脱模。
10.特别的，包括：六块半空心圆柱立模，其两两对应，且同轴设置，形成剖分式模具。
11.特别的，上下相邻的两块半空心圆柱立模上表面开设有一环形凹槽，下表面延伸出与环形凹槽相适应的环形凸起；如此设计，当上下两块半空心圆柱立模相接触后，环形凸
起落于环形凹槽内，即可提高两者之间连接的紧密性，又可避免在填充试样时，试样沿着两个半空心圆柱立模之间的间隙溢出。
12.特别的，所述半空心圆柱立模上的其中一个固定柱侧壁开设有一与固定环相适应的环形槽，另一个固定柱侧壁开设有与凹槽相适应的弧形槽；如此设计，可避免长时间工作后，固定环于固定柱上脱出，于本实用新型中，可通过在固定柱端部螺纹连接一固定块，如此可在锁扣出现卡扣不紧时，更换锁扣；同时锁扣上的凹槽可完美的与弧形槽相接触，并通过固定柱端部进行卡扣，不会出现锁扣端部于固定柱端部脱出等问题，进一步提高了剖分式模具在填充试样时的连接紧密性，从而确保试件更加符合测试要求，间接提高了测试结果的精确度。
13.特别的，所述环形槽、弧形槽至半空心圆柱立模之间的距离均大于连接片至半空心圆柱立模之间的距离；如此设计，锁扣在卡扣于固定柱扣，不会与剖分式模具表面相接触，便于后期将锁扣于固定柱端部的弧形槽脱出，从而便于试件的取出。
14.特别的，所述固定环与固定柱通过轴承活动连接；如此设计，增加了固定环与固定柱之间的灵活性，当需要取出试件时，将锁扣端部的凹槽与固定柱上的弧形槽分离，便于完成锁扣于固定柱的分离。
15.特别的，所述剖分式模具上方还套设有一套筒，该套筒可防止击实装置可起到一个定位作用，防止在击实装置击空，且所述螺纹立柱的高度较剖分式模具高如此可便于套筒的安装。
16.本实用新型提供一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其通过将剖分式模具分层设置，即可完成试件的分层填充，且各层的厚度可控；通过螺纹立柱和锁扣可将剖分式模具进行合并与分离，当完成试件的填充后，取下螺纹立柱，打开锁扣，无需对试件施加作用力，即可获得完整试件。该剖分式试模装置具有以下有益效果：
17.(1)结构简单，方便在室内外土工试验中推广；
18.(2)试模装置组装和拆卸便捷，提高了试验效率；
19.(3)土工试验材料在剖分试模内被击实或其它方式成型后，试样的脱模不再需要专用脱模设备，手动拆解试模后即可方便脱模获得完整试样；
20.(4)试模装置分三层搭建，方便在试验中分层填筑和击实捣实试验材料，提高了每层土工试验材料的密实效果。
21.综上所述，该剖分式试模装置具有结构简单、操作方便、环境实用性强等特点，且全程无需消耗电能即可完成试件脱模，不会对试件造成损伤。
【附图说明】
22.图1为本实用新型一种适合土工材料试验的剖分式试模装置的结构示意图；
23.图2为本实用新型一种适合土工材料试验的剖分式试模装置中空心圆柱立模的结构示意图；
24.图3为本实用新型一种适合土工材料试验的剖分式试模装置中锁扣的结构示意图；
25.图4为本实用新型一种适合土工材料试验的剖分式试模装置中底盘的剖面图。
26.附图中，1半空心圆柱立模、2挂耳、3定位孔、4固定柱、5锁扣、6固定环、7连接片、8
凹槽、9立模底座、10螺纹孔、11固定槽、12螺纹立柱、13螺母、14环形凹槽、16环形槽、17弧形槽。
【具体实施方式】
27.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进一步详细说明。
28.请参阅图1，本实用新型提供一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，包括：剖分式模具、立模底座9、两个螺纹立柱12；所述剖分式模具侧壁对称向外延伸有挂耳2，该挂耳2上设有定位孔3；所述立模底座9上方对称设有螺纹孔10，中心位置设有一与剖分式模具相适应的固定槽11；所述螺纹立柱12依次插入定位孔3、螺纹孔10，为了对剖分式模具上方进行限定，该螺纹立柱12位于挂耳2的上方采用螺母13固定，通过旋转螺母13，可实现剖分式模具和立模底座9的紧密连接。
29.请参阅图2，土工材料试验中，在试模内一般是分层填筑材料，完成一层材料击实或捣实后再填筑上一层材料，因此本实用新型为了提高每层土工试验材料的密实效果，将剖分式模具分为三层，每层由两块半空心圆柱立模1拼接而成，为了便于在后期脱模时，两个半空心圆柱立模1受力均匀，挂耳2设于半空心圆柱立模1外壁中间位置。为了便于两个半空心圆柱立模1的连接与分离，所述半空心圆柱立模1两端部外壁分别设有固定柱4，同时每层两个半空心圆柱立模1通过锁扣5；所述锁扣5包括：活动设于固定柱4上的固定环6，该固定环6侧壁径向延伸出一连接片7，该连接片7上开设有与固定柱4相适应的凹槽8，该凹槽8朝开口朝向下方。
30.在对试样进行击实时，试样可能会沿着上下两层半空心圆柱立模1之间的间隙溢出，从而影响试样的击实，因此可在上下相邻的两块半空心圆柱立模1上表面开设有一环形凹槽14，并在于其接触的另一半圆空心圆柱立模1下表面延伸出与环形凹槽14相适应的环形凸起(图中未绘示)；如此设计，环形凸起可与环形凹槽14完美接触，从而提高了上下两个半空心圆柱立模1之间的连接紧密性，避免在试样击实过程中溢出，间接提高了时间的紧实度，从而确保试验结果的精准性。
31.锁扣5需要完成两块半空心圆柱立模1的分开与合并，就需要打开与关闭，为了避免锁扣5长时间工作后，于固定柱4脱出或者影响卡紧度，所述半空心圆柱立模1上的其中一个固定柱4侧壁开设有一与固定环6相适应的环形槽16，另一个固定柱4侧壁开设有与凹槽8相适应的弧形槽17；其中固定环6的内径小于固定柱4的外径，如此固定环6可被活动设于环形槽16内，即使长时间工作后，也不会于固定柱4脱出，而凹槽8可完美落于弧形槽17内，在击实试样时，弧形槽17可对凹槽8起到一个限位作用，避免凹槽8与固定柱4脱出。
32.在完成试件填充击实后，需要将试件取出，为了便于将锁扣5打开，所述环形槽16、弧形槽17至半空心圆柱立模1之间的距离均大于连接片7至半空心圆柱立模1之间的距离，如此连接片7不会与半空心圆柱立模1接触，便于快速将连接片7于固定柱4端部脱出，从而实现快速脱模。
33.于本实用新型中，所述剖分式模具上方还套设有一套筒(图中未绘示)，该套筒与剖分式模具可采用卡套的方式进行连接，同时可在套筒的外侧设置两个挂耳，并通过螺纹立柱12进行连接，因此所述螺纹立柱的高度较剖分式模具高。
34.安装方法：
35.首先将立模底座9放于地面上，并将两根螺纹立柱2分别旋入立模底座9的螺纹孔10内；接下来取出两块半空心圆柱立模1，将其放入立模底座9的固定槽11内，在安装时，应使挂耳2上的定位孔3穿过螺纹立柱12；接下来通过旋转固定环6，将连接片7上的凹槽8落入弧形槽17内，即可完成两块半空心圆柱立模1的连接，按照上述方法，安装完所有半空心圆柱立模1，旋入螺母13，即可完成各层半空心圆柱立模1之间的固定，同时可防止试样击实过程中，半空心圆柱立模1上下窜动。
36.使用方法：
37.当完成下层半空心圆柱立模1的安装后，将样材料填入下层剖分式模具内部，使用击锤捣实试样，然后按照上述方式安装中层剖分式模具，继续添加试样材料并捣实，最后安装顶部剖分式模具并添加试样，捣实试样，最终完成分层填筑过程。
38.当完成试件填筑后，首先松开螺纹立柱12上的螺母13，转动螺纹立柱12，使其与立模底座9上的螺纹孔10内旋出，并将所有锁扣5打开，握持半空心圆柱立模1外部的挂耳2向外拉开，即可取出完整试件。
39.综上所述，本实用新型提供的剖分式试模装置采用剖分式结构，可以安装一层立模填充一层试样压实一层试样，采用这种剖分层式结构，便于快速压实每层，最终填筑完成的试件整体密实度、均匀性较高。并通过分层设置，可精确控制每层高度，无需测量，省时省力。试件脱模时，打开各层半空心圆柱立模1之间的锁扣5，不需要对试件施加作用力，即可获得的完成试件。该装置具有结构简单、操作方便、环境适应性强、不消耗电能且脱模质量高等优点，在脱模过程中，不会对试件造成损伤。

技术特征：
1.一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，包括：至少两块半空心圆柱立模(1)，其拼装成一剖分式模具，所述剖分式模具侧壁对称向外延伸有挂耳(2)，该挂耳(2)上设有定位孔(3)，所述半空心圆柱立模(1)端部对称设有固定柱(4)；用于连接两块半空心圆柱立模(1)的锁扣(5)，其包括：活动设于固定柱(4)上的固定环(6)，该固定环(6)侧壁径向延伸出一连接片(7)，该连接片(7)上开设有与固定柱(4)相适应的凹槽(8)，该凹槽(8)朝开口朝向下方；立模底座(9)，其上方对称设有螺纹孔(10)，且该立模底座(9)中心位置设有一与剖分式模具相适应的固定槽(11)；用于连接剖分式模具和立模底座(9)的两个螺纹立柱(12)，其依次插入定位孔(3)、螺纹孔(10)，该螺纹立柱(12)位于挂耳(2)的上方采用螺母(13)固定。2.根据权利要求1所述的一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，所述挂耳(2)设于半空心圆柱立模(1)外壁中心位置。3.根据权利要求1所述的一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，包括：六块半空心圆柱立模(1)，其两两对应，且同轴设置，形成剖分式模具。4.根据权利要求3所述的一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，上下相邻的两块半空心圆柱立模(1)上表面开设有一环形凹槽(14)，下表面延伸出与环形凹槽(14)相适应的环形凸起。5.根据权利要求1所述的一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，所述半空心圆柱立模(1)上的其中一个固定柱(4)侧壁开设有一与固定环(6)相适应的环形槽(16)，另一个固定柱(4)侧壁开设有与凹槽(8)相适应的弧形槽(17)。6.根据权利要求5所述的一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，所述环形槽(16)、弧形槽(17)至半空心圆柱立模(1)之间的距离均大于连接片(7)至半空心圆柱立模(1)之间的距离。7.根据权利要求5所述的一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，所述固定环(6)与固定柱(4)通过轴承活动连接。8.根据权利要求1所述的一种适合土工材料试验的剖分式试模装置，其特征在于，所述剖分式模具上方还套设有一套筒，所述螺纹立柱(12)的高度较剖分式模具高。

技术总结
一种适合土工材料试验中应用的剖分式试模装置，其包括：剖分式模具，其由六块大小相同的半空心圆柱立模拼装而成；用于连接同一高度两块半空心圆柱立模的锁扣；用于安装固定剖分式模具的立模底座；用于将立模底座和剖分式模具进行连接的螺纹立柱。该剖分式模具在脱模时，将螺母松开，并将螺纹立柱从立模底座上取出，打开各个半空心圆柱立模之间的锁扣，取下半空心圆柱立模，无需借助千斤顶和推土支架等辅助工具，即可得到完整试件，且脱模完成后不会破坏试件，在提高实验效率的同时使试验结果更加精准，同时采用分层剖分式结构，每层的高度可以精确控制，无需测量，省时省力。省时省力。省时省力。


技术研发人员：林福生 刘宏 高建群 王远 刘艳林 王飞 景龙飞 赵金博
受保护的技术使用者：中铁上海工程局集团有限公司
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/9/16