一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器，具體包括鉆頭、護筒、連接構件和橡膠膜等主要結構。鉆頭包括主鉆頭和拆卸式刀盤，主鉆頭由螺旋鉆頭和內緣刀鋒組成，并與鉆桿連接，鉆桿通過垂直定位螺絲可與連接構件的內環固定。拆卸式刀盤可將T型卡槽嵌入主鉆頭頂部的插槽里固定，刀片可通過刀盤定位螺絲固定在拆卸式刀盤的中縫里。護筒上端設有刃口，下端通過連接構件-護筒定位螺絲與連接構件的外環固定。連接構件的內環和外環由三個連接桿連接。橡膠膜通過橡皮圈固定在護筒底端的凹口處。本實用新型能成功制備原狀與重塑軟粘土空心圓柱試樣，可一次性鉆削內芯，解決了分步多次取樣而造成的土樣擾動問題。
【專利說明】一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及巖土工程領域中試樣制備技術，尤其是涉及一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器。

【背景技術】
[0002]隨著實驗室模擬復雜應力路徑，尤其是高鐵荷載下土體的受力狀態及形狀研宄日益昌盛，空心圓柱試樣的制備也變得尤為重要。針對軟粘土來說，無論是原狀樣還是重塑樣，目前都需要將取得或制得的實心土塊放在專門削切成空心圓柱樣的裝置上進行制備，比如采用中國專利ZL 200710070117.7與ZL 200710070119.6公開的空心圓柱試樣的制備方法與相關裝置。但是該裝置在內芯切取時存在以下不足:1)由于護筒與拆卸式護筒底托剛性連接，拆卸式護筒底托在切削內芯過程中無法拆卸，因此導致內芯切取器每次旋切取芯深度不足2cm就要反向旋出清理拆卸式盛土托內的積土，清理完畢后再重復取芯工作，這種分步多次切削內芯不僅工序繁雜勞累，更增加了對試樣擾動的概率；2)切取器只安裝一個拆卸式刀鋒片，當切削內芯時，護筒安裝刀鋒片的一側受力切削，另一側鏤空不受力，使得護筒兩側受力不均容易導致孔心偏離，無法保持取芯面的垂直推進，而造成偏孔。


【發明內容】

[0003]本實用新型的目的是克服了現有技術中的不足，提供了一種適用于原狀與重塑軟粘土空心圓柱試樣的內芯鉆取器。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現:
[0005]一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器，包括鉆頭、護筒、連接構件和橡膠膜等主要結構。鉆頭包括主鉆頭和拆卸式刀盤，主鉆頭由螺旋鉆頭和內緣刀鋒組成，并與鉆桿連接，鉆桿通過垂直定位螺絲可與連接構件的內環固定。拆卸式刀盤可將T型卡槽嵌入主鉆頭頂部的插槽里固定，刀片可通過刀盤定位螺絲固定在拆卸式刀盤的中縫里。護筒上端設有刃口，下端通過連接構件-護筒定位螺絲與連接構件的外環固定。連接構件的內環和外環由三個連接桿連接。橡膠膜通過橡皮圈固定在護筒底端的凹口處。
[0006]所述拆卸式刀盤為兩瓣式結構，中部開口，T型端閉合，通過刀盤定位螺絲控制刀片的安裝與拆卸；拆卸式刀盤數量為三個，在主鉆頭頂端均等分布。
[0007]所述的連接構件是一個直接澆鑄而成的完整工件，并不是將內環、外環與連接桿加工焊接而成。
[0008]所述的垂直定位螺絲具有兩個，設置在轉角為90度的同一水平方向上，抑制兩個相互垂直方向上的位移與滑動。
[0009]所述的橡膠模直徑小于護筒直徑2?4_，長度要大于試樣高度。
[0010]與現有技術相比，本實用新型可實現的有益效果是:
[0011]本內芯鉆削器的底部為鏤空設計，上部鉆頭及護筒刃口切削的土樣可在重力作用下脫落排出，不需要重復取樣，不僅簡化了鉆削工序，還減輕了切削時對試樣的擾動；而護筒底部又連接著足夠長度的橡膠膜，可防止切割下來的孔心土肩二次粘附于內壁；另外三片均等分布的刀盤可保證內芯鉆削器在切削時受力均勻，降低偏孔的可能性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的整體結構平面圖；
[0013]圖2(a)是本實用新型的鉆頭的平面圖；
[0014]圖2(b)是本實用新型的鉆頭的俯視圖；
[0015]圖3(a)是本實用新型的護筒的俯視圖；
[0016]圖3(b)是本實用新型的護筒的剖面圖；
[0017]圖4(a)是本實用新型的連接構件的平面圖；
[0018]圖4(b)是本實用新型的連接構件的俯視圖；
[0019]圖5(a)是本實用新型的刀盤的平面圖；
[0020]圖5(b)是本實用新型的刀盤的俯視圖。
[0021]圖中:螺旋鉆頭1、內緣刀鋒2、主鉆頭3、拆卸式刀盤4、刀片5、刀盤定位螺絲6、鉆桿7、刃口 8、護筒9、內環10、連接桿11、外環12、連接構件一護筒定位螺絲13、垂直定位螺絲14、橡膠模15、橡皮圈16、T型卡槽17、刀盤中縫18、插槽19。

【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型做進一步介紹。
[0023]如圖1、2、3、4、5所示，一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器具體包括鉆頭、護筒9、連接構件和橡膠膜15等主要結構。鉆頭包括主鉆頭3和拆卸式刀盤4，主鉆頭3由螺旋鉆頭I和內緣刀鋒2組成，并與鉆桿7連接，鉆桿7通過垂直定位螺絲14可與連接構件的內環10固定。拆卸式刀盤4可將T型卡槽17嵌入主鉆頭3頂部的插槽19里固定，刀片5可通過刀盤定位螺絲6固定在拆卸式刀盤4的中縫18里。護筒9上端設有刃口 8，下端通過連接構件一護筒定位螺絲13與連接構件的外環12固定。連接構件的內環10和外環12由三個連接桿11連接。橡膠膜15通過橡皮圈16固定在護筒9底端的凹口處。拆卸式刀盤4數量為三個，在主鉆頭3頂端均等分布。拆卸式刀盤4為兩瓣式結構，中部開口，T型端閉合，通過刀盤定位螺絲6控制刀片5的安裝與拆卸。垂直定位螺絲14具有兩個，設置在轉角為90度的同一水平方向上，抑制兩個相互垂直方向上的位移與滑動。橡膠模15的直徑小于護筒直徑2?4_，長度要大于試樣高度。
[0024]本實用新型使用時:
[0025](I)將拆卸式刀盤4的T型卡槽嵌入主鉆頭3的T型插槽內，旋松刀盤定位螺絲6，將刀片5插進拆卸式刀盤4的中縫里，調整刀片5的位置，使刀片5的前端縮進護筒9里0.5?1mm，旋緊刀盤定位螺絲6，使刀片5牢牢地固定在拆卸式刀盤4里。
[0026](2)將主鉆頭3與鉆桿7順螺紋方向對接，之后將鉆桿自上而下依次穿過護筒9和連接構件的內環10。
[0027](3)通過連接構件一護筒螺絲13將護筒9與連接構件的外環12剛性連接。
[0028](4)調整護筒9與主鉆頭3的相對高度，使內緣刀鋒2的底部與護筒9的刃口 8齊平，此時通過旋緊垂直定位螺絲14將連接構件的內環10與鉆桿7剛性連接。
[0029](5)將橡皮圈16、橡膠膜15從鉆桿7底部穿過，橡膠膜15的上端套入護筒9的凹口處，并用橡皮圈16固定，由于護筒9底部的凹口處直徑比護筒9筒身要小，所以橡皮圈16固定處不會對已削好的內壁產生劃痕或擾動。
[0030](6)對護筒9內外壁和刃口 8以及螺旋鉆頭1、內緣刀鋒2、拆卸式刀盤4、刀片5、連接構件的內環10、外環12、連接桿11、橡膠膜15內外表面涂抹凡士林，垂直推進鉆桿7，使螺旋鉆頭I與試樣底部接觸，之后采用螺旋式推進切削內芯。
[0031](7)在內芯鉆削器上升時，上部脫落的孔心土肩可在橡膠模15底部及時清理，不影響切削過程。
[0032](8)當取芯深度超過試樣的標準高度時，停止鉆孔取芯。
[0033]本實用新型中涉及的未說明部份與現有技術相同或采用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器，包括鉆頭、護筒(9)、連接構件和橡膠膜(15)；其特征在于:鉆頭包括主鉆頭(3)和拆卸式刀盤(4),主鉆頭(3)由螺旋鉆頭(1)和內緣刀鋒(2)組成，并與鉆桿(7)連接，鉆桿(7)通過垂直定位螺絲(14)與連接構件的內環(10)固定；拆卸式刀盤⑷將I型卡槽(17)嵌入主鉆頭⑶頂部的插槽(19)里固定，刀片(5)通過刀盤定位螺絲(6)固定在拆卸式刀盤(4)的中縫(18)里；護筒(9)上端設有刃口(8),下端通過連接構件一護筒定位螺絲(13)與連接構件的外環(12)固定，連接構件的內環(10)和外環(12)由三個連接桿(11)連接；橡膠膜(15)通過橡皮圈(16)固定在護筒⑶底端的凹口處。
2.根據權利要求1所述的一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器，其特征在于所述的拆卸式刀盤(4)為兩瓣式結構，中部開口，I型端閉合，通過刀盤定位螺絲(6)控制刀片(5)的安裝與拆卸；拆卸式刀盤(4)數量為三個，在主鉆頭(3)頂端均等分布。
3.根據權利要求1所述的一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器，其特征在于所述的連接構件是一個直接澆鑄而成的完整工件，并不是將內環(10)、外環(12)與連接桿(11)加工焊接而成。
4.根據權利要求1所述的一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器，其特征在于所述的垂直定位螺絲(14)具有兩個，設置在轉角為90度的同一水平方向上，抑制兩個相互垂直方向上的位移與滑動。
5.根據權利要求1所述的一種軟粘土空心圓柱試樣內芯鉆削器，其特征在于所述的橡膠模(15)直徑小于護筒(9)直徑2?4皿，長度要大于試樣高度。
【文檔編號】G01N1/28GK204241289SQ201420668288
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月10日 優先權日:2014年11月10日
【發明者】王鑫, 尤延鋒, 沈揚, 王保光, 陶明安, 王金笑 申請人:河海大學