一种土壤抗压强度测试土柱模型的制作装置

摘要

本发明公开了一种土壤抗压强度测试土柱模型的制作装置，包括柱形的模具本体，所述模具本体内设有若干轴向贯通的型腔，所述模具本体的两端各设一用于密封各型腔的密封端盖，两密封端盖之间活动连接，各密封端盖对应型腔端口的区域采用透水材质。本发明结构简单，使用方便，批量制作多个土柱模型，有效提高土柱模型的制造效率，同时可以制造不同规格的土柱模型，使用范围广，具有良好的实用性，适合根据实验要求制作所需尺寸的土柱模型，有效减少用土量。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤力学和土壤测试技术领域，具体涉及一种土壤抗压强 度测试土柱模型的制作装置。

背景技术

土壤是人类赖以生存的物质基础和宝贵财富，人类的衣食住行都与土 壤有着密切联系。农业领域土壤是植物生长的基地，人们关注与土壤耕作 质量有关的土壤力学性质。土壤同时又是工程建设的材料，人们关注土壤 的抗压、抗剪等机械力学性质。土壤是人类建造房屋、道路和各种基础设 施的基地，土壤的硬度、紧实度等是这些工程建设的基础。因此，土壤的 机械力学性质在很大程度上影响并制约着人类的上述活动。

土壤类别不同，其坚硬程度也有所不同，有些土壤坚如磐石，有的则 软如细棉。坚硬的土壤在耕作时会非常费力，也不利于植物根系的生长； 在绵软的土壤上建造房屋，其地基也会不牢固，影响使用安全。由此可见， 不同土壤的力学性质差异非常大，土壤力学性质可以用抗压强度来量化， 土壤的抗压强度是指土体对挤压力的反抗性，土体受到的挤压来自各个方 向，因此，土体的抗压性也是多方向分散的。为了便于计算，一般是将土 体上下两个方向挤压力的反抗性，也就是土体抵抗外力压碎及破裂的能 力，定义为土壤的抗压强度。它是土壤重要的机械物理力学性质。土壤的 抗压性取决于土壤的机械组成、土壤结构和有机质含量，同时土壤水分含 量也是决定土壤抗压性的重要指标之一。因此，土壤的抗压性是土壤不同 用途的重要参考指标。

目前，国内外岩土工程和土壤物理学领域对土壤抗压性的测定主要利 用无侧限压力仪测定土柱所能承受的挤压力，通过量力环形变及百分表的 示数计算出单位面积上的抗压力，但是所需土柱的制作过程比较费时费 力，需土量也较大，不利于多次重复试验，制备过程中的条件控制难以一 致，不能很好的反映土壤抗压性的真实程度；在研究影响抗压性的因素(如 容重、水分含量等)时，需要制作大量的土柱，因此，发明一种需土量少， 能简单、快速制作大批量土柱模型的装置，具有重要的应用价值。

发明内容

本发明提供了一种土壤抗压强度测试土柱模型的制作装置，结构简 单，使用方便，适用范围广，可以制作不同规格的土柱模型，适合批量制 造一致性好的土柱模型，提高测试效率。

一种土壤抗压强度测试土柱模型的制作装置，包括柱形的模具本体， 所述模具本体内设有若干轴向贯通的型腔，所述模具本体的两端各设一用 于密封各型腔的密封端盖，两密封端盖之间活动连接，各密封端盖对应型 腔端口的区域采用透水材质。

本发明使用时，可以一次制作多个土柱模型，大大提高了制作效率， 并且本发明中还设有活动连接的两密封端盖，从而使本发明适用于不同长 度的模具本体，从而制作出不同规格的土柱模型，具有适用范围广，使用 方便等优点。

两密封端盖活动连接需要实现调节距离和定位，实现的方式很多，为 了便于调节，定位稳定，保证密封端盖与模具本体紧密配合，优选的，还 包括至少两根沿模具本体周向布置的调节螺杆，所述调节螺杆一端与其中 一块密封端盖固定，另一端穿过另一块密封端盖并安装有调节螺母。通过 调节螺杆来实现两密封端盖的活动连接，结构简单，调节方便，且多根环 绕设置，可以使密封端盖周向受力更均匀，从而使密封端盖与模具本体紧 密配合，保证密封性。

为了方便制造和使用，优选的，各密封端盖包括与调节螺杆配合的压 板以及通过压板压紧贴靠模具本体端面的透水板，所述压板上设有与透水 板区域重合的过水孔。

可以是直接通过压板压紧透水板以实现透水板密封模具本体的端面， 为了方便装配，优选的，所述压板为环形板，所述透水板嵌装在环形板内 孔。环形板用于安装、调节和定位，而嵌装在压片内孔的透水板密封各型 腔的端口，在密封型腔的同时使水可以进入型腔，结构简单，使用方便。

为了防止杂质进入型腔污染土柱模型或者土柱模型的土壤成分流出 型腔，避免破坏土柱模型的完整性，优选的，各密封端盖与模具本体端面 之间设有滤纸。

为了提高密封性，优选的，各型腔的端口设有密封垫圈。

为了提高密封垫圈的匹配度，配合本发明适用范围广的特点，进一步 优选的，所述密封垫圈的外壁为锥形，细端伸入型腔内。密封垫圈的外壁 为锥形，可以根据型腔端口的大小调整配合的外壁位置，适用于制造不同 粗细的土柱模型。

为了便于使用，优选的，位于模具本体同一端面的所有密封垫圈一体 成型。

本发明的有益效果：

本发明的土壤抗压强度测试土柱模型的制作装置，结构简单，使用方 便，批量制作多个土柱模型，有效提高土柱模型的制造效率，同时可以制 造不同规格的土柱模型，使用范围广，具有良好的实用性，适合根据实验 要求制作所需尺寸的土柱模型，有效减少用土量。

附图说明

图1为实施例1的立体结构示意图。

图2为实施例1的爆炸示意图。

图3为实施例2的局部剖视示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1和2所示，本实施例的土壤抗压强度测试土柱模型的制作装置， 包括柱形的模具本体1，模具本体1内设有若干轴向贯通的型腔11，模具 本体1的两端各设一用于密封各型腔11的密封端盖2，密封端盖2与模具 本体1端面之间设有滤纸4，两密封端盖之间通过调节螺杆3活动连接， 调节螺杆3设有两根，对称布置在模具本体1的两侧。

各密封端盖2包括与调节螺杆3配合的压板21以及通过压板21压紧 贴靠模具本体1端面的透水板22，各调节螺杆3一端与其中一块压板21 固定，另一端穿过另一块压板21并安装有调节螺母31，透水板22由透水 石制成，压板21上设有与透水板22区域重合的过水孔23，过水孔23可 以是多个、散布在压板21上，本实施例中，为了方便制造，压板21为环 形板，环形板的内孔为过水孔23，内孔孔径(直径)小于透水板22的直 径，从而使环形板的内孔边沿压紧透水板22的外沿，使透水板22与模具 本体1端面紧贴。

本实施例中，模具本体1为圆柱形，也可以是其他形状，可以根据需 要，制造不同粗细，长短的模具本体1，模具本体1内型腔11的大小也可 以根据需要制作不同的大小。

本实施例使用时，按照所需尺寸，选择尺寸适合的模具本体1，然后 称取一定量的土壤加到型腔11，模具本体1两端分别安装滤纸4、密封端 盖2，然后通过调节螺杆3和螺母31固定好两密封端盖2，最后将本装置 放入纯水中吸水饱和，完全饱和之后取出，用活塞伸入型腔11推出土柱， 用于相关实验研究。

实施例2

如图3所示，本实施例除了增加了提高密封效果的结构外，其余结构 与实施例1相同。

本实施例的土壤抗压强度测试土柱模型的制作装置还包括位于模具 本体1和滤纸4之间的密封垫5，密封垫5包括本体51以及若干固定在本 体51上且与型腔11端口配合的密封垫圈52，各密封垫圈的外壁为锥形， 细端伸入型腔内。

本实施例的密封垫圈52的外壁为锥形，可以根据型腔11端口的大小 调整配合的外壁位置，适用于制造不同粗细的土柱模型，实用范围广，与 实施例的各规格模具本体1都可以匹配。

综上所述，上述两个实施例的土壤抗压强度测试土柱模型的制作装 置，结构简单，使用方便，批量制作多个土柱模型，有效提高土柱模型的 制造效率，同时可以制造不同规格的土柱模型，使用范围广，具有良好的 实用性，适合根据实验要求制作所需尺寸的土柱模型，有效减少用土量。