巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)制樣模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)制樣模具。
【背景技術(shù)】
[0002]巖體是地質(zhì)體，它經(jīng)歷過(guò)多次而反復(fù)的地質(zhì)作用，經(jīng)受過(guò)變形，遭受過(guò)破壞，形成一定的巖石成分，一定的結(jié)構(gòu)，賦存于一定的地質(zhì)環(huán)境中，在作為力學(xué)作用研宄對(duì)象時(shí)被定義為巖體。巖體與一般物體的重大差別在于它是受結(jié)構(gòu)面縱橫切割、具有一定結(jié)構(gòu)的多裂隙體。巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面及它控制下形成的巖體結(jié)構(gòu)控制著巖體的變形、破壞機(jī)制及力學(xué)法貝1J。因此，準(zhǔn)確把握結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)是進(jìn)行巖體工程穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因素。
[0003]巖體力學(xué)行為的室內(nèi)試驗(yàn)研宄是構(gòu)建巖體本構(gòu)模型和進(jìn)行工程設(shè)計(jì)數(shù)值模擬的前提和依據(jù)，因此通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研宄結(jié)構(gòu)面的變形和強(qiáng)度特性是獲取巖體結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的重要方法和途徑。由于巖體結(jié)構(gòu)面的力學(xué)試驗(yàn)是破壞性試驗(yàn)，結(jié)構(gòu)面一旦破壞無(wú)法修復(fù)且不能進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)；天然巖體結(jié)構(gòu)面的取樣成本較高，運(yùn)輸較難，無(wú)法得到不同尺寸的結(jié)構(gòu)面試樣，進(jìn)而不能分析結(jié)構(gòu)面的尺寸效應(yīng)并確定結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定閾值。
[0004]因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛采用水泥、高強(qiáng)石膏等類(lèi)巖石材料進(jìn)行模擬巖體試驗(yàn)，通過(guò)制作人工巖體試樣進(jìn)行大量平行試驗(yàn)以研宄天然巖體的力學(xué)性質(zhì)。本模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠用來(lái)加工不同尺寸、不同結(jié)構(gòu)面形狀的貫通結(jié)構(gòu)面型試樣、非貫通結(jié)構(gòu)面型試樣、半埋藏結(jié)構(gòu)面型試樣等不同類(lèi)型的人工巖體試樣以滿足不同巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)制樣模具，該模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠用來(lái)加工不同尺寸、不同結(jié)構(gòu)面形狀的貫通結(jié)構(gòu)面型試樣、非貫通結(jié)構(gòu)面型試樣、半埋藏結(jié)構(gòu)面型試樣等不同類(lèi)型的巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)制樣模具。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)制樣模具，前后豎板、左右豎板、夾板和底板，所述前后豎板、左右豎板與底板分別通過(guò)螺栓裝置連接固定并形成半開(kāi)放長(zhǎng)方體空間，所述夾板垂直安插于所述的長(zhǎng)方體空間內(nèi)。
[0007]進(jìn)一步的是，當(dāng)加工剪切試驗(yàn)所需的人工巖體試樣時(shí)，沿左右豎板的長(zhǎng)度方向上設(shè)置有凹槽，所述凹槽位于左右豎板寬度的一半處且所述凹槽設(shè)置于所述的長(zhǎng)方體空間內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步的是，當(dāng)加工貫通結(jié)構(gòu)面型試樣時(shí)，所述夾板為矩形薄板，且附有與所述凹槽尺寸相匹配的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的塊狀插銷(xiāo)，所述矩形薄板的長(zhǎng)度與所述長(zhǎng)方體空間的寬度一致，所述矩形薄板的寬度與所述長(zhǎng)方體空間的高度一致，所述矩形薄板將所述長(zhǎng)方體空間等分成兩個(gè)長(zhǎng)方體空間，所述夾板通過(guò)所述塊狀插銷(xiāo)分別無(wú)縫安插于所述左右豎板的凹槽內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步的是，當(dāng)加工非貫通結(jié)構(gòu)面型剪切試樣時(shí)，所述夾板為兩塊彼此獨(dú)立且相同的矩形薄板，且分別附有與所述凹槽尺寸相匹配的塊狀插銷(xiāo)，所述夾板的插銷(xiāo)相對(duì)一側(cè)長(zhǎng)邊進(jìn)行尖銳化處理，所述矩形薄板長(zhǎng)度與所述長(zhǎng)方體空間高度一致，所述矩形薄板寬度不大于所述長(zhǎng)方體空間寬度的四分之一，所述塊狀插銷(xiāo)分別無(wú)縫安插于所述左右豎板的凹槽內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步的是，當(dāng)加工半埋藏結(jié)構(gòu)面型剪切試樣時(shí)，所述底板上設(shè)置有垂直于其板面的圓柱狀等直徑通孔，所述夾板包括中間夾板和兩端夾板，所述中間夾板為矩形薄板，其長(zhǎng)度與所述長(zhǎng)方體空間高度一致，所述中間夾板兩側(cè)長(zhǎng)邊進(jìn)行尖銳化處理，一側(cè)寬邊附圓柱狀插銷(xiāo)，所述圓柱狀插銷(xiāo)與所述底板等高度且與所述通孔等直徑，所述圓柱狀插銷(xiāo)無(wú)縫安插于所述底板通孔，所述兩端夾板為兩塊相同矩形薄板并分別附與所述凹槽尺寸相匹配的塊狀插銷(xiāo)，所述矩形薄板長(zhǎng)度與所述長(zhǎng)方體空間高度一致，寬度為10mm，所述兩端夾板插銷(xiāo)相對(duì)一側(cè)長(zhǎng)邊進(jìn)行尖銳化處理，所述塊狀插銷(xiāo)分別無(wú)縫安插于所述左右豎板凹槽。
[0011]進(jìn)一步的是，當(dāng)加工壓縮試驗(yàn)所需的人工巖體試樣時(shí)，所述底板上設(shè)置有垂直于其板面的圓柱狀等直徑通孔，所述夾板為矩形薄板，其長(zhǎng)度與所述長(zhǎng)方體空間高度一致，所述夾板兩側(cè)長(zhǎng)邊進(jìn)行尖銳化處理，一側(cè)寬邊附圓柱狀插銷(xiāo)，所述圓柱狀插銷(xiāo)與所述底板等高度且與所述通孔等直徑，所述圓柱狀插銷(xiāo)無(wú)縫安插于所述底板通孔。
[0012]進(jìn)一步的是，所述夾板的矩形薄板包括平直型、鋸齒型和無(wú)規(guī)則型等多種形狀。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠用來(lái)加工不同尺寸、不同結(jié)構(gòu)面形狀的貫通結(jié)構(gòu)面型試樣、非貫通結(jié)構(gòu)面型試樣、半埋藏結(jié)構(gòu)面型試樣等，通過(guò)利用這些不同類(lèi)型的人工巖體試樣以達(dá)到不同巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的。本發(fā)明通過(guò)澆注漿體材料于所述長(zhǎng)方體制樣空間，并經(jīng)養(yǎng)護(hù)硬化后最終形成不同類(lèi)型的人工巖體試樣，因此可以隨實(shí)際的實(shí)驗(yàn)需要而靈活的制作試樣，尤其適用于巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)制樣之中。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的貫通平直結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的貫通鋸齒結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的貫通無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的非貫通平直結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明的非貫通鋸齒結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明的非貫通無(wú)規(guī)則結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7是本發(fā)明的半埋藏平直單結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖8是本發(fā)明的半埋藏鋸齒單結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖9是本發(fā)明的半埋藏?zé)o規(guī)則單結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖10是本發(fā)明的半埋藏平直雙結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖11是本發(fā)明的半埋藏鋸齒雙結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖12是本發(fā)明的半埋藏?zé)o規(guī)則雙結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖13是本發(fā)明的半埋藏平直多結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖14是本發(fā)明的半埋藏鋸齒多結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖15是本發(fā)明的半埋藏?zé)o規(guī)則多結(jié)構(gòu)面型制樣模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中標(biāo)記為:前后豎板1，左右豎板2，夾板3，中間夾板31，兩端夾板32，底板4。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]如圖1至圖15所示的巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)制樣模具，前后豎板1、左右豎板2、夾板3和底板4，所述前后豎板1、左右豎板2與底板4分別通過(guò)螺栓裝置連接固定并形成半開(kāi)放長(zhǎng)方體空間，所述夾板3垂直安插于所述的長(zhǎng)方體空間內(nèi)。當(dāng)加工剪切試驗(yàn)所需的人工巖體試樣時(shí)，沿左右豎板2的長(zhǎng)度方向上設(shè)置有凹槽，所述凹槽位于左右豎板2寬度的一半處且所述凹槽設(shè)置于所述的長(zhǎng)方體空間內(nèi)。
[0032]實(shí)施例1
[0033]參考圖1至圖3，本發(fā)明所提供的貫通結(jié)構(gòu)面型巖體剪切實(shí)驗(yàn)制樣模具包括前后豎板1、左右豎板2、夾板3和底板4 ;左右豎板2和底板4通過(guò)螺栓裝置連接固定形成U形框，前后豎板I和U形框左右豎板2通過(guò)螺栓裝置連接固定形成半開(kāi)放長(zhǎng)方體空間，夾板3垂直安插于長(zhǎng)方體空間；左右豎板2—側(cè)長(zhǎng)邊中部附凹槽，夾板3為矩形薄板附與凹槽尺寸相匹配的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的塊狀插銷(xiāo)；矩形薄板長(zhǎng)度與長(zhǎng)方體空間寬度一致，矩形薄板寬度與長(zhǎng)方體空間高度一致，矩形薄板將長(zhǎng)方體空間等分成兩個(gè)長(zhǎng)方體空間；塊狀插銷(xiāo)分別無(wú)縫安插于左右豎板2凹槽。所述前后豎板1、左右豎板2和夾板3分別附固定握柄。技術(shù)人員借助握柄，通過(guò)螺栓裝置將豎板、夾板3和底板4拼裝成上述制樣空間，澆注漿體材料于制樣空間內(nèi)，待材料初凝后借助握柄提出夾板3，并相繼拆卸前后豎板I和左右豎板2 ;待材料終凝后，以前后豎板I長(zhǎng)邊方向?yàn)檩S，將試樣繞軸