本發(fā)明涉及一種充填體圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件制備裝置及方法，屬于礦山充填理論與技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

礦山充填體的力學(xué)參數(shù)是采場(chǎng)充填質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，而充填體力學(xué)參數(shù)的測(cè)試都需要制備立方體（70.7mm×70.7mm×70.7mm或100mm×100mm×100mm）或者圓柱體（一般為φ50mm×100mm）試件。目前，立方體試件常用標(biāo)準(zhǔn)的三聯(lián)模具制備，而圓柱體試件的制作方法各有不同，有的采用鉆取切割立方體試件制備，有的采用pvc管作為模具制備，有的采用兩個(gè)空心半圓柱體拼接成模具制備。鉆取切割中的水對(duì)充填體的力學(xué)參數(shù)影響較大，且對(duì)試件造成一定損傷；pvc管或半圓柱體組合模具在制備試件時(shí)因料漿的固結(jié)沉降而需要多次澆筑，造成試件分層，同時(shí)在拆模時(shí)由于模具的夾制作用而破壞試件的完整性。因此，需要開(kāi)發(fā)一種充填體圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件制備裝置及方法來(lái)制備完整的圓柱體試件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種充填體圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件制備裝置及方法，制備質(zhì)量高、完整性好的圓柱體標(biāo)準(zhǔn)試件。

一種充填體圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件制備裝置，包括底模，側(cè)模，浮模，底模的中心設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)凹槽，該圓形結(jié)構(gòu)凹槽內(nèi)裝有筒狀側(cè)模的底部，側(cè)模由三個(gè)相同的弧形分體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，側(cè)模的上端設(shè)置有凸沿結(jié)構(gòu)，該凸沿結(jié)構(gòu)上套裝有筒狀浮模，凸沿結(jié)構(gòu)與浮模上的凹沿結(jié)構(gòu)相嵌合。

上述技術(shù)方案的本發(fā)明與有現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下明顯優(yōu)勢(shì)：

由三個(gè)相同的弧形分體結(jié)構(gòu)構(gòu)成的側(cè)模，改善了半圓形模具的夾制作用，既不損壞試件又便于試件脫模；與側(cè)模上端相連接的浮模，能夠保證所制試件一次澆筑完成，解決了因漿體固結(jié)沉降而造成試件尺寸誤差或試件分層等問(wèn)題。

本發(fā)明的優(yōu)選方案是：

側(cè)模的外壁上設(shè)置有定位凹槽結(jié)構(gòu)，定位凹槽結(jié)構(gòu)外裝有卡箍。

底模外壁上設(shè)置均布設(shè)置有三個(gè)u型槽，u型槽通過(guò)橫軸連接螺桿，螺桿穿過(guò)側(cè)模外壁上的u型槽結(jié)構(gòu)并裝有蝶形螺母。

側(cè)模的外壁上設(shè)置有u型槽結(jié)構(gòu)。

底模的外壁呈圓形結(jié)構(gòu)或六邊形結(jié)構(gòu)或等分的多邊形結(jié)構(gòu)。

底模為鑄鐵材質(zhì)，直徑66mm，高8mm；中心的圓形結(jié)構(gòu)凹槽，槽深3mm，直徑60mm；底模外壁上均布有三個(gè)u型槽：u型槽高6mm，u型兩端壁厚5mm，u型底端厚3mm，u型槽口間距8mm，槽深16mm。

側(cè)模的內(nèi)徑50mm，外徑60mm，高100mm，為鑄鐵材質(zhì)；側(cè)模上端凸沿結(jié)構(gòu)外徑55mm，凸沿高8mm；側(cè)模上的定位凹槽結(jié)構(gòu)槽深1.5mm，槽高18mm。

u型槽結(jié)構(gòu)采用鑄鐵材質(zhì)，槽高4mm，兩端壁厚5mm，底端厚4mm，槽口間距8mm，槽深18mm，u型槽結(jié)構(gòu)底面距離側(cè)模底平面7mm。

一種充填體圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件制備裝置的制備方法，按如下步驟進(jìn)行：

a.將裝置的各配件進(jìn)行擦拭清理干凈，涂抹機(jī)油；

b.組裝固定各配件，構(gòu)成試件制備裝置；

c.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的料漿濃度和灰砂配比制備料漿；

d.將料漿一次性澆筑滿組裝的制備裝置；

e.6小時(shí)后，拆除浮模，刮去超出側(cè)模高度的多余充填體，使試件與側(cè)模處于同一高度；

f.24小時(shí)后，拆除側(cè)模與底模，取出試件進(jìn)行編號(hào)，并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，完成試件的制備。

采用上述制備方法，能夠保證所制試件一次澆筑完成，解決了因漿體固結(jié)沉降而造成試件尺寸誤差或試件分層等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中底模的主視圖。

圖3是圖1中底模的俯視圖。

圖4是圖1中側(cè)模的主視圖。

圖5是圖1中側(cè)模的俯視圖。

圖6是圖1中浮模的主視圖。

圖7是圖1中浮模的俯視圖。

圖8是圖1中卡箍的主視圖。

圖9是圖1中卡箍的俯視圖。

圖10是圖1中弧形分體結(jié)構(gòu)模板。

圖11是帶有燕尾槽和燕尾結(jié)構(gòu)的側(cè)模的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明：

一種充填體圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件制備裝置，參見(jiàn)附圖1至附圖11，圖中：浮模1、凹沿結(jié)構(gòu)101、側(cè)模2、凸沿結(jié)構(gòu)201、定位凹槽結(jié)構(gòu)202、卡箍3、底模4、圓形凹槽結(jié)構(gòu)401、螺桿5、蝶形螺母6、u型槽結(jié)構(gòu)7、u型槽8、橫軸9。

本實(shí)施例中，底模4的中心設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)凹槽401，圓形結(jié)構(gòu)凹槽401內(nèi)裝有筒狀側(cè)模2的底部，側(cè)模2由三個(gè)相同的弧形分體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的弧形分體結(jié)構(gòu)可以是（如圖11所示）沿軸線方向上一端帶有燕尾槽，另一端帶有燕尾結(jié)構(gòu)，三個(gè)首尾相接的弧形分體式結(jié)構(gòu)構(gòu)成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的筒狀側(cè)模2?；⌒畏煮w結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)實(shí)際需要，采用如圖5和圖10所示的結(jié)構(gòu)。側(cè)模2的上端設(shè)置有凸沿結(jié)構(gòu)201，凸沿結(jié)構(gòu)201上套裝有筒狀浮模1，凸沿結(jié)構(gòu)201與浮模1上的凹沿結(jié)構(gòu)101相耦合。

側(cè)模2的外壁上設(shè)置有定位凹槽結(jié)構(gòu)202，定位凹槽結(jié)構(gòu)202外裝有卡箍3。

底模4外壁上設(shè)置均布設(shè)置有三個(gè)u型槽8，水平安裝的u型槽8的底平面與底模4的底平面相平齊設(shè)置。u型槽8通過(guò)橫軸9連接螺桿5，螺桿5穿過(guò)側(cè)模2外壁上的u型槽結(jié)構(gòu)7并裝有蝶形螺母6。

底模1的外壁呈圓形結(jié)構(gòu)或六邊形結(jié)構(gòu)或等分的多邊形結(jié)構(gòu)；優(yōu)選圓形結(jié)構(gòu)。

底模1為鑄鐵材質(zhì)，直徑66mm，高8mm；中心的圓形凹槽結(jié)構(gòu)401，槽深3mm，直徑60mm；底模1外壁上均布有三個(gè)u型槽8：u型槽8高6mm，u型兩端壁厚5mm，u型底端厚3mm，u型槽8口間距8mm，槽深16mm。

側(cè)模2的內(nèi)徑50mm，外徑60mm，高100mm，為鑄鐵材質(zhì)；側(cè)模2上端凸沿結(jié)構(gòu)201外徑55mm，凸沿高8mm；側(cè)模2上的定位凹槽結(jié)構(gòu)202槽深1.5mm，槽高18mm。

側(cè)模2外壁上裝的u型槽結(jié)構(gòu)7采用鑄鐵材質(zhì)，槽高4mm，兩端壁厚5mm，底端厚4mm，槽口間距8mm，槽深18mm，u型槽結(jié)構(gòu)7底平面距離側(cè)模底平面7mm。

充填體圓柱形標(biāo)準(zhǔn)試件制備裝置的制備方法，按如下步驟進(jìn)行：

a.將裝置的各配件進(jìn)行擦拭清理干凈，涂抹機(jī)油。

b.組裝固定各配件，構(gòu)成試件制備裝置。

c.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的料漿濃度和灰砂配比制備料漿；例如：料漿質(zhì)量濃度采用68%，灰砂質(zhì)量配比為采用1：4；料漿質(zhì)量濃度采用70%，灰砂質(zhì)量配比為采用1：6；料漿質(zhì)量濃度采用72%，灰砂質(zhì)量配比為采用1：10。

d.將料漿一次性澆筑滿組裝的制備裝置。

e.自澆筑滿開(kāi)始6小時(shí)后，拆除浮模，刮去超出側(cè)模高度的多余充填體，使試件與側(cè)模處于同一高度；

f.自澆筑滿開(kāi)始24小時(shí)后，拆除側(cè)模與底模，取出試件進(jìn)行編號(hào)，并按實(shí)際需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)（例如：放置養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)，溫度20℃±1℃，濕度≥90%，時(shí)間7天或28天，也有要求60天的），完成試件的制備。

本實(shí)施例，同其他充填體圓柱形試件制備方法相比，具有如下明顯優(yōu)勢(shì)：

1）由三個(gè)規(guī)格相同的弧形分體結(jié)構(gòu)模板配合構(gòu)成的側(cè)模，改善了半圓形模具的夾制作用，既不損壞試件又便于試件脫模；

2）與側(cè)模上端相連接的浮模，可保證所制試件一次澆筑完成，解決了因漿體固結(jié)沉降而造成試件尺寸誤差或試件分層等問(wèn)題。