一种土工试样橡皮膜套筋器及其使用方法

摘要

本发明属于土工试验仪器设备领域，具体涉及一种土工试样橡皮膜套筋器及其使用方法，包括环形控制开关、控制杆、操作平台、扩筋杆、钢绞线以及滑轮组；控制杆位于控制平台下方的一端通过支撑杆连接于扩筋杆，支撑杆能同时发生相对于控制杆的旋转以及相对于扩筋杆的旋转；环套在沿固定环的轴线方向向下移动时，钢绞线能带动扩筋杆上的卡扣内陷于凹槽中，环套在沿固定环的轴线方向向上移动时，两个扩筋杆上的卡扣通过各自下方的弹簧部分凸出于凹槽。本申请避免了人工用手套筋时可能对土工试样产生的划伤或破坏，操作简单省力，一次即可完成对相应位置的套筋。

权利要求

1.一种土工试样橡皮膜套筋器，其特征在于，包括环形控制开关、控制杆、操作平台、扩筋杆、钢绞线以及滑轮组；

环形控制开关包括复位弹簧、固定环以及与固定环同轴设置的环套；固定环中心位置设有第一通孔；固定环固定于操作平台上，操作平台上设有第二通孔，第一通孔与第二通孔同中心轴线；环套套装于固定环的外围；复位弹簧的一端沿固定环的周边固定于操作平台上，另一端固定于环套的底部，在外力的作用下环套能沿固定环的轴线方向向下移动，在复位弹簧作用下环套能沿固定环的轴线方向向上移动；

控制杆同时穿过第一通孔与第二通孔，并能沿第一通孔与第二通孔的中心轴线方向进行上下运动，控制杆位于控制平台下方的一端通过支撑杆连接于扩筋杆，支撑杆能同时发生相对于控制杆的旋转以及相对于扩筋杆的旋转；

扩筋杆有三个以上，多个扩筋杆均匀布设于操作平台的周边，并且扩筋杆的一端以能旋转的方式固定于操作平台上，另一端带有凸部；凸部在朝向操作平台的一面设有凹槽，凹槽处设有卡扣，卡扣通过弹簧安装于凹槽中，卡扣的尺寸保证弹簧处于正常状态时卡扣能部分凸出于凹槽，弹簧处于完全压缩时，卡扣能完全陷于凹槽中；

每个扩筋杆上对应有一组滑轮组，滑轮组包括三个定滑轮，三个定滑轮分别安装于凹槽的正下方、扩筋杆上临近凸部的一端以及操作平台临近扩筋杆的位置；

每个扩筋杆对应有一根钢绞线，钢绞线的一端连接于扩筋杆上卡扣的下端，经过扩筋杆所对应的滑轮组后，另一端固定于环套的下方，环套在沿固定环的轴线方向向下移动时，钢绞线能带动扩筋杆上的卡扣内陷于凹槽中，环套在沿固定环的轴线方向向上移动时，两个扩筋杆上的卡扣通过各自下方的弹簧部分凸出于凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种土工试样橡皮膜套筋器，其特征在于，扩筋杆有八个。

3.根据权利要求1所述的一种土工试样橡皮膜套筋器，其特征在于，控制杆与支撑杆采用铰链连接，支撑杆与扩筋杆采用铰链连接。

4.根据权利要求1所述的一种土工试样橡皮膜套筋器，其特征在于，固定环在远离操作平台的一面带有向上延伸的延伸部，延伸部上设有螺栓孔，通过螺栓与螺栓孔的配合实现固定控制杆与固定环间的相对位置。

5.一种如权利要求1所述的土工试样橡皮膜套筋器的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将试样放置于试样基座上，安装试样顶盖后，对试样进行橡皮膜套膜；

步骤二、放松螺栓，控制控制杆沿第一通孔的中心轴线向上运动，控制杆将带动支撑杆旋转，支撑杆带动所有扩筋杆向外张开，当扩筋杆扩张程度满足要求时，拧紧螺栓，将控制杆固定在固定环延伸部上；

步骤三、将橡皮筋同时套装于所有扩筋杆的卡扣内，拧松螺栓同时的缓慢控制控制杆向上运动，进行橡皮筋的扩张，缓慢调整橡皮筋与土工试样间的相对位置，使得土工试样从橡皮筋中穿过，步骤四、当橡皮筋达到土工试样需要套筋的位置时，按下环形控制开关的环套，环套下压钢绞线，钢绞线带动卡扣内陷于凹槽中，同时橡皮筋从卡扣上滑落，实现套筋。

说明书

一种土工试样橡皮膜套筋器及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明属于土工试验仪器设备领域，具体涉及一种土工试样橡皮膜套筋器及其使用方法。

背景技术

[0002] 室内土工试验中常涉及试样橡皮膜套筋的试验步骤，如三轴试验、空心圆柱扭剪试验等。套筋过程的稳定是试样完整性的保证，套筋效果的好坏是试样橡皮膜密封性的保证，并直接影响试验的成败。传统土工试样橡皮膜套筋的方法是先用手指将橡皮筋撑开到大于试样外壁的大小，并保持撑开大小，再使试样从中穿过，对指定位置进行套筋。为了保证密封性，松弛状态下的橡皮筋均小于试样外径大小且弹性较好，传统套筋方法的操作过程具有很大程度的不稳定性，极易造成试样外壁的划伤，若橡皮筋中途从指间滑落更可能直接破坏试样，导致试验失败；同时，由于双手都用于撑开橡皮筋，橡皮筋的剥离过程也变得难以操作和控制，导致无法一人独立完成试验，费力费工；且由于手上的力度难以控制，橡皮筋往往会过度撑开，易导致橡皮筋弹性松弛或断裂，影响橡皮膜的密封性，对试验结果的真实与可靠性产生很大影响。

发明内容

[0003] 本发明提供一种土工试样橡皮膜套筋器及其使用方法，其有效解决土工试样橡皮膜的套筋问题，有效避免了人工用手套筋时可能对土工试样产生的划伤或破坏，操作简单省力，一次即可完成对相应位置的套筋。

[0004] 为实现上述技术目的，本发明采取具体技术方案为，一种土工试样橡皮膜套筋器，包括环形控制开关、控制杆、操作平台、扩筋杆、钢绞线以及滑轮组；环形控制开关包括复位弹簧、固定环以及与固定环同轴设置的环套；固定环中心位置设有第一通孔；固定环固定于操作平台上，操作平台上设有第二通孔，第一通孔与第二通孔同中心轴线；环套套装于固定环的外围；复位弹簧的一端沿固定环的周边固定于操作平台上，另一端固定于环套的底部，在外力的作用下环套能沿固定环的轴线方向向下移动，在复位弹簧作用下环套能沿固定环的轴线方向向上移动；

[0005] 控制杆同时穿过第一通孔与第二通孔，并能沿第一通孔与第二通孔的中心轴线方向进行上下运动，控制杆位于控制平台下方的一端通过支撑杆连接于扩筋杆，支撑杆能同时发生相对于控制杆的旋转以及相对于扩筋杆的旋转；

[0006] 扩筋杆有三个以及以上，多个扩筋杆均匀布设于操作平台的周边，并且扩筋杆的一端以能旋转的方式固定于操作平台上，另一端带有凸部；凸部在朝向操作平台的一面设有凹槽，凹槽处设有卡扣，卡扣通过弹簧安装于凹槽中，卡扣的尺寸保证弹簧处于正常状态时卡扣能部分凸出于凹槽，弹簧处于完全压缩时，卡扣能完全陷于凹槽中；

[0007] 每个扩筋杆上对应有一组滑轮组，滑轮组包括三个定滑轮，三个定滑轮分别安装于凹槽的正下方、扩筋杆上临近凸部的一端以及操作平台临近扩筋杆的位置；

[0008] 每个扩筋杆对应有一根钢绞线，钢绞线的一端连接于扩筋杆上卡扣的下端，经过扩筋杆所对应的滑轮组后，另一端固定于环套的下方，环套在沿固定环的轴线方向向下移动时，钢绞线能带动扩筋杆上的卡扣内陷于凹槽中，环套在沿固定环的轴线方向向上移动时，两个扩筋杆上的卡扣通过各自下方的弹簧部分凸出于凹槽。

[0009] 作为本发明改进的技术方案，扩筋杆有八个。

[0010] 作为本发明改进的技术方案，控制杆与支撑杆采用铰链连接，支撑杆与扩筋杆采用铰链连接。

[0011] 作为本发明改进的技术方案，固定环在远离操作平台的一面带有向上延伸的延伸部，延伸部上设有螺栓孔，通过螺栓与螺栓孔的配合实现固定控制杆与固定环间的相对位置。

[0012] 本发明的另一目的是提供一种土工试样橡皮膜套筋器的使用方法，包括如下步骤：

[0013] 步骤一、将试样放置于试样基座上，安装试样顶盖后，完成对试样的进行橡皮套套膜；

[0014] 步骤二、放松螺栓，控制控制杆沿第一通孔的中心轴线向上运动，控制杆将带动支撑杆旋转，支撑杆带动所有扩筋杆向外张开，当扩筋杆扩张程度满足要求时（扩筋杆能将橡皮筋撑到试样尺寸大小时），拧紧螺栓，将控制杆固定在固定环延伸部上；

[0015] 步骤三、将橡皮筋同时套装于所有扩筋杆的卡扣内，拧松螺栓同时的缓慢控制控制杆向上运动，进行橡皮筋的扩张，缓慢调整橡皮筋与土工试样间的相对位置，使得土工试样从橡皮筋中穿过，

[0016] 步骤四、当橡皮筋达到土工试样需要套筋的位置时，按下环形控制开关的环套，环套下压钢绞线，钢绞线带动卡扣内陷于凹槽中，同时橡皮筋从卡扣上滑落，实现套筋。

[0017] 有益效果

[0018] 本申请一种土工试样橡皮膜套筋器较好避免了人工用手套筋方法的操作过程的不稳定性，避免试样外壁的划伤及橡皮筋中途从指间滑落可能对试样的破坏。

[0019] 橡皮筋的剥离操作简单，可一人即可独立完成试验操作，避免了橡皮筋过度撑开导致的橡皮筋弹性松弛或断裂，保证了试验结果的真实性和可靠性，同时，操作简单省力，一次即可完成对相应位置的套筋。

附图说明

[0020] 图1 本申请橡皮膜套筋器的结构示意图；

[0021] 图2 本申请橡皮膜套筋器的俯视图；

[0022] 图3 本申请橡皮膜套筋器在凸部处局部示意图；

[0023] 图4 本申请橡皮膜套筋器的使用状态示意图；

[0024] 图中： 1、控制杆；2、环形控制开关；3、螺栓；4、操作平台；5、铰接接头；6、复位弹簧；7、支撑杆；8、扩筋杆；9、钢绞线；10、1号滑轮；11、2号滑轮；12、3号滑轮；13、卡扣；14、弹簧；15、试样顶盖；16、试样基座；17、橡皮膜；18、橡皮筋；19、土工试样；图中向下的箭头代表对环套作用力的方向；图中水平方向的箭头代表橡皮筋的运动方向。

具体实施方式

[0025] 为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0026] 如图1、2所示的一种土工试样橡皮膜套筋器，环形控制开关2、控制杆1、操作平台4、扩筋杆8、钢绞线9以及滑轮组；

[0027] 环形控制开关2包括复位弹簧6、固定环以及与固定环同轴设置的环套；固定环中心位置设有第一通孔；固定环固定于操作平台4上，操作平台4上设有第二通孔，第一通孔与第二通孔同中心轴线；环套套装于固定环的外围；复位弹簧6的一端沿固定环的周边固定于操作平台4上，另一端固定于环套的底部，在外力的作用下环套能沿固定环的轴线方向向下移动，在复位弹簧6作用下环套能沿固定环的轴线方向向上移动；环形控制开关2的主要作用一是辅助控制杆1的安装；二是控制卡扣13的位置进而实现控制橡皮筋18的套装。

[0028] 控制杆1同时穿过第一通孔与第二通孔，并能沿第一通孔与第二通孔的中心轴线方向进行上下运动，控制杆1位于控制平台下方的一端通过支撑杆7连接于扩筋杆8，支撑杆7能同时发生相对于控制杆1的旋转以及相对于扩筋杆8的旋转；具体的是控制杆1底端通过铰接与支撑杆7连接，支撑杆7的另一端与扩筋杆8铰接，扩筋杆8顶端通过铰接连接于操纵平台，当控制杆1向上拉动时，利用杠杆原理，扩筋杆8可以向外撑开，起到扩筋的作用。当控制杆1拉动到合适位置时，通过拧紧螺栓3即可实现扩筋杆8张开大小的固定。控制杆1与支撑杆7采用铰链连接，支撑杆7与扩筋杆8采用铰链连接。

[0029] 具体的，为了使得橡皮筋18均匀张开，扩筋杆8三个以（扩筋杆8的数目与后续滑轮组、钢绞线9的数目相关联，每个扩筋杆8对应一个滑轮组，每个滑轮组需一个钢绞线9）。

[0030] 进一步的，为了实现控制杆1的固定，固定环在远离操作平台4的一面带有向上延伸的延伸部，延伸部上设有螺栓3孔，通过螺栓3与螺栓3孔的配合实现固定控制杆1与固定环间的相对位置。

[0031] 本实施例中扩筋杆8优选为八个，八个扩筋杆8均匀布设于操作平台4的周边，并且扩筋杆8的一端以能旋转的方式固定于操作平台4上（具体的是操作平台4边沿设有交接接头，扩筋杆8的一端安装于铰接接头5上），另一端带有凸部；如图3所示，凸部在朝向操作平台4的一面设有凹槽，凹槽处设有卡扣13，卡扣13通过弹簧14安装于凹槽中，卡扣13的尺寸保证弹簧14处于正常状态时卡扣13能部分凸出于凹槽，弹簧14处于完全压缩时，卡扣13能完全陷于凹槽中；

[0032] 为了实现自动收放卡扣13，还在扩筋杆8与操作平台4上设滑轮组件，每个扩筋杆8对应一个滑轮组，因此，在滑轮组有三个或三个以上（滑轮组的数据与扩筋杆8数目一致），每个滑轮组包括三个定滑轮，三个定滑轮具体包括分别安装于凹槽的正下方的3号滑轮12、扩筋杆8上临近凸部的一端的2号滑轮11以及操作平台4临近扩筋杆8位置的1号滑轮10；

[0033] 钢绞线9有三根及以上，本实施例中选用八根扩筋杆8，因次采用八根钢绞线9，钢绞线9的一端连接于扩筋杆8上卡扣13的下端，经过该扩筋杆8所在的滑轮组后（即穿过安装于该扩筋杆凹槽的正下方的3号滑轮12、该扩筋杆8上临近凸部的一端的2号滑轮11以及操作平台4临近该扩筋杆8位置的1号滑轮10），钢绞线9的另一端连接于环套的下方，环套在沿固定环的轴线方向向下移动时，钢绞线9能带动扩筋杆8上的卡扣13内陷于凹槽中，环套在沿固定环的轴线方向向上移动时，扩筋杆8上的卡扣13的弹簧14部分凸出于凹槽。

[0034] 具体实验时，还包括试样基座16与试样顶盖15，试样基座16设于操作平台4的下方，用于支撑土工试样19；试样顶盖15放于土工试样19顶端。

[0035] 一种土工试样19橡皮膜17套筋器的使用方法，包括如下步骤：

[0036] 步骤一、将试样放置于试样基座16上，安装试样顶盖15后，完成对试样的进行橡皮套套膜；

[0037] 步骤二、放松螺栓3，控制控制杆1沿第一通孔的中心轴线向上运动，控制杆1将带动支撑杆7旋转，支撑杆7带动所有扩筋杆8向外张开，当扩筋杆8扩张程度满足要求时（扩筋杆8能将橡皮筋18撑到试样尺寸大小时），拧紧螺栓3，将控制杆1固定在固定环延伸部上；

[0038] 步骤三、将橡皮筋18同时套装于所有扩筋杆8的卡扣13内，拧松螺栓3同时的缓慢控制控制杆1向上运动，进行橡皮筋的扩张，缓慢调整橡皮筋18与土工试样19间的相对位置，使得土工试样19从橡皮筋18中穿过，

[0039] 步骤四、当橡皮筋18达到土工试样19需要套筋的位置时，按下环形控制开关2的环套，环套下压钢绞线9，钢绞线9带动卡扣13内陷于凹槽中，同时橡皮筋18从卡扣13上滑落，实现套筋。

[0040] 对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。