[0001] 本实用新型属于土木工程技术领域，更具体地说，是涉及一种土样制备器。

[0002] 我国地域辽阔，有相当大的地区处于严寒地带，不少水工建筑物出现冻融破坏现象。寒冷地区的水工、道路和桥梁等工程中的土结构在冻融循环作用下的冻融破坏是运行
过程中的主要病害，因此对土结构冻融循环的研究很有必要。在冻融破坏现场土结构收到
上部土结构荷载的影响，然而目前并没有仪器解决模拟现场上部土结构荷载作用的问题。
实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种土样制备器，以解决现有技术中存在的无法模拟现场上部土结构荷载作用的技术问题。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种土样制备器，包括：

[0005] 装样筒，用于盛装待制备的土样；

[0006] 环形加强结构，套装于所述装样筒的外侧面上，用于增大所述装样筒的外壁强度；

[0007] 垫块，设于所述装样筒的内部，且下端与所述装样筒的下端平齐；所述垫块的外侧面与所述装样筒的内壁相适配；

[0008] 传压块，设于所述装样筒内，且位于所述装样筒的上侧；所述传压块的下端面用于与待制备的土样接触；所述传压块的外侧面与所述装样筒的内壁相适配；

[0009] 加压块，安装于所述传压块上，用于施加作用力于所述传压块上。

[0010] 在一种可能的实现方式中，所述环形加强结构包括至少两个圆环柱体，各所述圆环柱体分别安装在所述装样筒的底部和中部。

[0011] 在一种可能的实现方式中，所述圆环柱体的内径与所述装样筒的内径相同。

[0012] 在一种可能的实现方式中，所述装样筒的外侧面上设有外螺纹，所述圆环柱体的内壁上设有内螺纹，所述圆环柱体螺纹连接于所述装样筒上。

[0013] 在一种可能的实现方式中，所述土样制备器还包括：

[0014] 底座，用于支撑于地面或者工作台上；所述垫块固定安装于所述底座上，所述底座的外径大于所述装样筒的外径。

[0015] 在一种可能的实现方式中，所述装样筒为对开式结构对接而成。

[0016] 在一种可能的实现方式中，所述加压块的下端面上设有凹槽。

[0017] 在一种可能的实现方式中，所述加压块上设有螺纹孔和螺旋连接于所述螺纹孔内的螺栓，旋动所述螺栓向下移动并挤压所述传压块。

[0018] 在一种可能的实现方式中，所述装样筒的上端设有定位槽，所述加压块上设有与所述定位槽相对应的定位凸起部。

[0019] 本实用新型提供的土样制备器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型土样制备器，使用时先将垫块安装在装样筒内的底部，并将垫块和装样筒一同竖立起来，将环
形加强结构套装在装样筒的外侧面上，提高装样筒的承载能力；然后向装样筒内加入待制
备的土样，装至所需高度后，再将传压块安装在装样筒中，且传压块的下端与待制备的土样
接触，最后再安装加压块于传压块上，由加压块在自身重力下施加作用力于传压块上，再由
传压块挤压待制备的土样，使待制备的土样受到轴向压力，并且在装样筒内壁和环形加强
结构的作用下，使待制备的土样受到横向压力；完成模拟现场上部土结构荷载作用的操作。

[0027] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实
施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

[0028] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

[0029] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

[0030] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0031] 请参阅图1至图3，现对本实用新型提供的土样制备器进行说明。一种土样制备器，包括装样筒1、环形加强结构2、垫块3、传压块4以及加压块5；装样筒1用于盛装待制备的土
样；环形加强结构2套装于装样筒1的外侧面上，用于增大装样筒1的外壁强度；垫块3设于装
样筒1的内部，且下端与装样筒1的下端平齐；垫块3的外侧面与装样筒1的内壁相适配；传压
块4设于装样筒1内，且位于装样筒1的上侧；传压块4的下端面用于与待制备的土样接触；传
压块4的外侧面与装样筒1的内壁相适配；加压块5安装于传压块4上，用于施加作用力于传
压块4上。

[0032] 本实用新型提供的土样制备器，与现有技术相比，使用时先将垫块3安装在装样筒1内的底部，并将垫块3和装样筒1一同竖立起来，将环形加强结构2套装在装样筒1的外侧面
上，提高装样筒1的承载能力；然后向装样筒1内加入待制备的土样，装至所需高度后，再将
传压块4安装在装样筒1中，且传压块4的下端与待制备的土样接触，最后再安装加压块5于
传压块4上，由加压块5在自身重力下施加作用力于传压块4上，再由传压块4挤压待制备的
土样，使待制备的土样受到轴向压力，并且在装样筒1内壁和环形加强结构2的作用下，使待
制备的土样受到横向压力；完成模拟现场上部土结构荷载作用的操作。

[0033] 设置垫块3外径与装样筒1内径相同，传压块4外径与装样筒1的内径相同，环形加强结构2的内径与装样筒1的外径相同。装样筒1的外径为内径的1.12‑1.21倍，使装样筒1的
壁厚不会过薄而发生弯折情况，保证该土样制备器可以准确、稳定的模拟出土试件在现场
受到的横向压力。土样制备器采用铁质材料制成。铁是一种含碳量低、含杂质量低的一种材
料，具有优良的磁性能和金属加工性能。在通过加压块5施加压力在传压块4上时，可通过击
实器击打加压块5，进而使待制备的土样可以受到足够的压力。本申请的土样制备器适用于
冻融循环作用下考虑轴向恒压加载的三轴实验。

[0034] 请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，环形加强结构2包括至少两个圆环柱体21；各圆环柱体21分别安装在装样筒1的底部和中部，设
置至少两个圆环柱体21安装在装样筒1上，保证装样筒1外壁的承载强度；两个圆环柱体21
分别安装在装样筒1的底部和中部，通过两个圆环柱体21的排布有效地保证装样筒1的密闭
性和承载强度，保证待制备的土样的受力均匀。

[0035] 请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，圆环柱体21的内径与装样筒1的内径相同，使圆环柱体21的内壁与装样筒1的外侧面紧密贴合，
两者之间不会存在间隙，保证装样筒1不会在横向上发生变形，既能保证该土样制备器的稳
定工作，也能待制备的土样受到稳定的横向压力。

[0036] 请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，装样筒1的外侧面上设有外螺纹，圆环柱体21的内壁上设有内螺纹，圆环柱体21螺纹连接于装样
筒1上，通过螺纹连接装样筒1和圆环柱体21，提高圆环柱体21与装样筒1之间的结合力，保
证装样筒1的侧壁对待制备的土样具有足够的横向束缚力。并且这种连接方式安装、拆卸圆
环柱体21均较为方便，不会对装样筒1或者圆环柱体21产生损伤。

[0037] 请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，土样制备器还包括底座6，底座6用于支撑于地面或者工作台上；垫块3固定安装于底座6上，底座
6的外径大于装样筒1的外径，使用时由底座6支撑于地面或者工作台上，增强了土样制备器
的稳定性，提高垫块3与装样筒1的结合紧密性。设置底座6和垫块3一体成型，提高了两者之
间的连接强度和垫块3的稳定性。底座6的外径与垫块3的外径之比大于1.21。

[0038] 请参阅图1和图2，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，装样筒1为对开式结构对接而成，即，装样筒1由两个中空的半圆柱对接而成，这种结构的装样筒
1便于土样的加填，并且可以便捷地使土样的分布更为均匀平整，提高检测精度；在装样筒1
的两个对接面上分别设置卡槽和卡块，使两个对开式结构之间的连接更可靠。

[0039] 请参阅图3，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，加压块5的下端面上设有凹槽51，设置凹槽51的半径大于传压块4的半径，即传压块4的上端位于凹槽
51内，易于拆装，有效防止加压块5和传压块4脱离，在提高加压块5的整体稳定性同时，降低加工成本。

[0040] 请参阅图4，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，加压块5上设有螺纹孔52和螺旋连接于螺纹孔52内的螺栓53，旋动螺栓53向下移动并挤压传压块4，使
用时先将加压块5安装在传压块4上，然后旋动螺栓53，使螺栓53下移至与传压块4接触，进
而挤压传压块4在装样筒1内下移并挤压待制备的土样；通过这种方式可以便捷地施加外力
作用在传压块4上，进而完成对待制备的土样的加压。在螺栓53上安装位于加压块5上方的
螺母，在螺栓53下移至一定位置后，使用螺母锁紧螺栓53在加压块5上。

[0041] 请参阅图4，作为本实用新型提供的土样制备器的一种具体实施方式，装样筒1的上端设有定位槽11，加压块5上设有与定位槽11相对应的定位凸起部54，在安装或者操作过
程中，加压块5的下端面与装样筒1的上端面接触，为了提高加压块5的稳定性，使加压块5下
端的定位凸起部54安装进装样筒1的定位槽11中，提高了加压块5的稳定性。在加压块5的下
端设置向下延伸的套筒，套筒套装在装样筒1的上端外侧面上。

[0042] 当需要土样做冻融实验时，将待制备土样加入装样筒1内，由加压块5压力作用于土样，从而模拟出土样在现场某深度所受到的上部土的重量所带来的轴向压力，并且周围
有装样筒1的筒壁限制束缚以至于模拟出土样在现场受到的横向压力。

[0043] 以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保
护范围之内。