(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210948801.5 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 浙大城市学院 地址 310015 浙江省杭州市湖州街51号 (72)发明人 胡成宝　禹军业　苏淑铭　李冰　 范晓真　尹鑫晟　薛惠心　 (74)专利代理 机构 成都科泰六核知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 51286 专利代理师 张立刚 (51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01) (54)发明名称 一种原状土三轴压缩试样制样装置及制样 方法 (57)摘要 本发明公开了一种原状土三轴压缩试样制 样装置及制样方法， 其中， 一种原状土三轴压缩 试样制样 装置包括： 固定架； 切土刀， 用于从土样 上切割出圆柱状的试样， 切土刀呈两端敞口的筒 状， 切土刀包括至少两个弧形板， 弧形板可拆卸 组装成切土刀， 并可在试样切割成型后拆除， 以 使试样取出， 切土刀的两端设有安装部和刀刃 部， 安装部安装于固定架上； 土样抬升装置， 对应 刀刃部设置， 用于抬升土样朝着刀刃部的方向直 线移动， 以使切土刀切割土样。 本发明能通过驱 动土样直线靠近切土刀， 使 得切土刀能相对于土 样做直线式运动从土样中切割出用于常规三轴 试验的试样， 操作更简单， 制作效率更高。 而且通 过切土刀的内腔直径能精准限定出试样的直径 尺寸。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115219304 A 2022.10.21 CN 115219304 A 1.一种原状土三轴压缩试样制样装置， 其特 征在于， 包括： 固定架； 切土刀， 用于从土样上切割出圆柱状的试样， 所述切土刀呈两端敞口的筒状， 所述切土 刀包括至少 两个弧形板， 所述弧形板可拆卸组装成所述切土刀， 并可在试样切割成型后拆 除， 以使试样取出， 所述切土刀的两端设有安装部和刀刃部， 所述安装部安装于所述固定架 上； 土样抬升装置， 对应所述刀刃部设置， 用于抬升土样朝着所述刀刃部的方向直线移动， 以使所述切土刀切割土样。 2.根据权利要求1所述的一种原状土三轴压缩试样制 样装置， 其特征在于， 所述固定架 包括顶板、 底板以及连接所述顶板和所述底板的至少 两根支撑柱； 所述切土刀和所述土样 抬升装置分别安装于所述顶板和所述底板上， 并位于所述顶板和所述底板之间。 3.根据权利要求2所述的一种原状土三轴压缩试样制 样装置， 其特征在于， 所述顶板面 向所述土样抬升装置的一侧设有至少两个用于安装所述切土刀的环形壁， 所述环形壁均同 圆心设置， 且朝着所述环形壁的半径方向间隔设置， 各所述环形壁的内壁上设有内螺纹； 所 述切土刀的所述安装部伸入至相对应的所述环形壁内， 并与相对应的所述环形壁的内螺纹 配合。 4.根据权利要求3所述的一种原状土三轴压缩试样制 样装置， 其特征在于， 直径最小的 所述环形壁所圈的所述顶板 部位上布设有气孔。 5.根据权利要求2所述的一种原状土三轴压缩试样制 样装置， 其特征在于， 所述切土刀 采用透明材 料制成。 6.根据权利要求2所述的一种原状土三轴压缩试样制 样装置， 其特征在于， 所述土样抬 升装置包括用于放置土样的基座以及安装于所述固定架上的抬升机构， 所述抬升机构位于 基座远离所述顶板的一侧。 7.根据权利要求6所述的一种原状土三轴压缩试样制 样装置， 其特征在于， 所述抬升机 构包括两个连杆 组件、 螺杆以及驱动件， 各所述连杆 组件包括两个第一连杆、 两个第二连杆 及一滑块， 各所述第一连杆的一端枢接基座， 另一端枢接所述滑块， 各所述第二连杆的一端 枢接所述底板， 另一端枢接所述滑块； 所述螺杆螺纹连接两所述连杆 组件的所述滑块， 两所 述滑块与所述螺杆配合的螺纹旋向相反； 所述驱动件连接所述螺杆的一端。 8.一种原状土三轴压缩试样制样方法， 基于权利要求7所述的一种原状土三轴压缩试 样制样装置， 其特 征在于， 包括 步骤： 组装与安装所述切土刀： 将所需尺寸的所述弧形板组装成所需尺寸的所述切土刀， 并 将所述切土刀安装于固定架上； 装配与调试所述土样抬升装置： 将所述土样抬升装置安装于固定架上， 并在安装好后， 调试所述土样抬升装置； 预处理和安放土样： 提供待切土样， 预切削所述土样至所述土样抬升装置容许放置的 尺寸， 形成预处 理土样， 将预处 理土样放置 于土样所述抬升装置上； 切削预处理土样： 驱动所述土样抬升装置抬升土样， 使所述切土刀切入至所述土样内， 在所述切土刀进入至所述土样的过程中， 削去没过所述切土刀外壁的所述土样部分， 当所 述切土刀进入所述土样至指 定深度后， 停止切削， 拆开所述切土刀， 得到所需直径尺寸的初权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115219304 A 2成型试样； 初成型试样后处 理： 削除初成型 试样的两端， 得到预设长度的最终试样。 9.根据权利要求8所述的一种原状土三轴压缩试样制 样方法， 其特征在于， 在步骤所述 装配与调试土样抬升装置 之前， 步骤所述切削预 处理土样之后， 还包括步骤： 计算所述土样 抬升装置能抬升的最大高度； 在所述第一连杆长度等于所述第 二连杆长度的基础上， 步骤所述计算所述土样抬升装 置能抬升的高度中， 通过如下公式计算出 所述土样抬升装置的最大高度： 其中， L为第一连杆(或第二连杆)的长度， b为相邻的两个第一连杆(或第二连杆)远离 滑块的一端之间的水平 距离， a为滑块的长度， h0为土样抬升装置的初始高度位置 。 10.根据权利要求8所述的一种原状土三轴压缩试样制样方法， 其特征在于， 所述驱动 件为摇动手柄； 所述弧形板之间通过榫接的方式连接； 步骤所述切削预处 理土样， 具体包括如下步骤： 摇动所述驱动件带动所述基座的上升， 当土样与所述切土刀即将接触时放缓速度， 使 所述切土刀缓慢刺入土样； 观察切削的过程， 并随时削去没过 所述切土刀外壁的土样； 若所述切土刀的所述刀刃部与所述基座接触， 或达到预定刻度时， 则停止摇动所述驱 动件， 将没切割的所述土样剥离 于所述基座， 而后反向摇动驱动件， 降下 所述基座； 将所述切土刀从所述顶板上拆下， 将其中一个所述弧形板沿卯榫接口的方向缓慢地平 移推出， 按照上述的办法依 次拆下剩余的弧形板， 得到直径尺寸符合预设直径尺寸的初成 型试样。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115219304 A 3