一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具和方法技术

本发明专利技术公开了一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，包括夹板框架、滑块、固定装置和连接杆，所述滑块包括左滑块和右滑块，所述固定装置包括左固定装置和右固定装置，所述连接杆包括左连接杆和右连接杆，所述夹板框架内设有滑槽，所述滑块位于夹板框架内，且能沿滑槽水平滑动，所述连接杆的一端固接相应的固定装置，另一端和相应的滑块铰接，所述连接杆能相对相应的滑块沿顺时针或逆时针方向转动。本发明专利技术不仅能调整各个颗粒充填物间的水平距离，而且可以使颗粒充填物以任意角度的置于节理表面的预定位置，便于影响研究颗粒充填物方位对其在压剪作用下运移过程和破碎的机理。

【技术实现步骤摘要】
一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具和方法
本专利技术涉及岩石力学领域，尤其涉及一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具和方法。
技术介绍
天然岩体包括由矿物组成的岩石和节理裂隙等。岩体的力学特性由岩石和结构面共同决定,一般情况下结构面对其影响更大。结构面的存在使得岩体的力学特性复杂多变,除此之外，节理面中的充填物对整个岩体的稳定性具有重要影响。近十几年来,许多大型岩体工程领域相关的工程建设如水能资源开发、石油天然气开采、油气能源地下储存、高放核废料地质处置等涉及复杂地质环境下岩体的变形稳定等问题。受地质构造和人类活动影响，张开的岩石节理中往往含有各种材质的充填物，包括黏土材料、颗粒材料等。目前，充填黏土的岩石节理的剪切力学性质试验研究已有诸多报道。但关于颗粒材料剪切力学的研究还比较少，特别是关于颗粒物质的运移过程和破碎机理的试验研究未见报道，另外，赋存与岩石节理中的颗粒物的排列基本都是杂乱无章的，纵横交错，影响研究颗粒物方位对其在压剪作用下运移过程和破碎的机理。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种能以任意角度的置于节理表面的预定位置岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具和方法。本专利技术的实施例提供一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，包括夹板框架、滑块、固定装置和连接杆，所述滑块包括左滑块和右滑块，所述固定装置包括左固定装置和右固定装置，所述连接杆包括左连接杆和右连接杆，所述夹板框架内设有滑槽，所述滑块位于夹板框架内，且能沿滑槽水平滑动，所述连接杆的一端固接相应的固定装置，另一端和相应的滑块铰接，所述连接杆能相对相应的滑块沿顺时针或逆时针方向转动，将颗粒充填物固定在所述左固定装置和右固定装置中，通过移动左滑块和右滑块调整左固定装置和右固定装置之间的水平距离，通过转动左连接杆和右连接杆调整左固定装置和右固定装置的摆放角度。进一步，所述滑块包括上滑板、下滑板和连接板，所述上滑板位于下滑板的上方，并通过连接板连接为一体。进一步，所述连接杆铰接在连接板的中间。进一步，所述上滑板的中间设有一角度刻度盘，所述角度刻度盘的零刻线与竖直方向平行，所述角度刻度盘的指针与相应连接杆能发生连动。进一步，所述夹板框架由一体成型的第一长板、第二长板和两块短板围成，所述第一长板和第二长板水平平行，所述第一长板内侧的上方和下方分别设有滑槽，所述上滑板在位于上方的滑槽内滑动，所述下滑板在位于下方的滑槽内滑动，所述第二长板的中间开有长槽，所述连接杆穿过长槽将固定装置和滑块连接在一起。进一步，所述第二长板的外侧上方刻有水平刻度线，且水平刻度线以第二长板的中间为零点，向两边刻度逐渐增加，所述左滑块、左固定装置和左连接杆位于零点的左侧，所述右滑块、右固定装置和右连接杆位于零点的右侧。进一步，所述固定装置包括L型的控距板和固定板，所述L型的控距板包括一体成型的横板和竖板，所述固定板和竖板平行，所述横板靠近固定板的一侧开有螺孔，所述固定板的对应位置穿过和螺孔相适配的螺钉，通过调整螺钉在螺孔内的旋进长度能调整固定板和竖板间的间距。进一步，还包括一底板，所述底板支撑夹板框架和固定装置。一种实现岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的方法，包括以下步骤：S1.将夹板框架和固定装置放置在底板上；S2.将左颗粒充填物和右颗粒充填物分别放置在左固定装置和右固定装置中，左固定装置和右固定装置分别通过旋进螺钉调整固定板和竖板间的间距，将左颗粒充填物和右颗粒充填物固定；S3.移动左滑块和右滑块调整左固定装置和右固定装置间的水平距离，并能通过夹板框架上的水平刻度线确定水平间距；S4.转动左连接杆和右连接杆分别调整左固定装置和右固定装置的摆放角度，左连接杆和右连接杆的转动带动对应角度刻度盘上指针的连动，通过相应指针能准确读取左固定装置和右固定装置的摆放角度；S5.移走底板，将颗粒充填物连同夹具其余部分一起放置到岩石节理的下半块上，且颗粒充填物位于岩石节理的下半块表面预定位置；S6.将岩石节理的上半块放置到颗粒充填物上，并调整岩石节理上半块的位置，使其处于岩石节理下半块的正上方；S7.拧松螺钉，将夹板框架连同滑块、固定装置和连接杆一起抽出，得到颗粒充填物的摆放角度精准定位在岩石节理之间的试件。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：操作简单易行，能有效防止颗粒充填物在节理表面上的滚动，固定装置的尺寸和数量可以调整，适用范围广泛，不仅能通过滑块调整各个固定装置间的水平距离，进而调整各个颗粒充填物间的水平距离，而且可以通过旋转连接杆来达到旋转颗粒充填物使颗粒充填物以任意角度的置于节理表面的预定位置，便于影响研究颗粒充填物方位对其在压剪作用下运移过程和破碎的机理。附图说明图1是本专利技术一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位夹具的一示意图。图2是图1中滑块和连接杆的一示意图。图3是图1中第一长板内侧的一示意图。图4是本专利技术一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位方法的一流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1，本专利技术的实施例提供了一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，包括夹板框架1、滑块2、固定装置3、连接杆4和底板5，所述滑块2包括左滑块和右滑块，所述固定装置3包括左固定装置和右固定装置，所述连接杆4包括左连接杆和右连接杆。底板5支撑夹板框架1和固定装置3，底板5的长度和夹板框架1的长度相适配。固定装置3包括L型的控距板31和固定板32，所述L型的控距板31包括一体成型的横板311和竖板312，所述固定板32和竖板312平行，所述横板311靠近固定板32的一侧开有螺孔(图中未示出)，所述固定板32的对应位置穿过和螺孔相适配的螺钉321，通过调整螺钉321在螺孔内的旋进长度能调整固定板32和竖板312间的间距，进而可以用于固定不同尺寸的颗粒充填物。请参考图2，滑块2包括上滑板21、下滑板22和连接板23，所述上滑板21位于下滑板22的上方，并通过连接板23连接为一体，上滑板21和下滑板22相互平行，连接板23的高度略小于夹板框架1的高度。请参考图3，夹板框架1内设有滑槽，滑块2位于夹板框架1内，且能沿滑槽水平滑动，夹板框架1由一体成型的第一长板11、第二长板12和两块短板13围成，所述第一长板11和第二长板水平12平行，所述第一长板11内侧的上方和下方分别设有滑槽111和滑槽112，且滑槽111和滑槽112的长度与第一长边11的长度相适配，所述上滑板21在位于上方的滑槽111内滑动，所述下滑板22在位于下方的滑槽112内滑动，所述第二长板12的中间开有长槽121，第二长板12的外侧上方刻有水平刻度线122，且水平刻度线122以第二长板12的中间为零点，向两边刻度逐渐增加，所述左滑块、左固定装置和左连接杆位于零点的左侧，所述右滑块、右固定装置和右连接杆位于零点的右侧。请参考图1和图2，连接杆4穿过长槽121将固定装置3和滑块2连接在一起，连接杆4的一端固接相应的固定装置3，优选地，连接杆4固接在横板311上，另一端和相应的滑块2铰接，优选地，连接杆4铰接在滑块2连接板23的中间，所述连接杆4能相对相应的滑块2沿顺时针或逆时针方向转动。上滑板21的中间设有一角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，其特征在于，包括夹板框架、滑块、固定装置和连接杆，所述滑块包括左滑块和右滑块，所述固定装置包括左固定装置和右固定装置，所述连接杆包括左连接杆和右连接杆，所述夹板框架内设有滑槽，所述滑块位于夹板框架内，且能沿滑槽水平滑动，所述连接杆的一端固接相应的固定装置，另一端和相应的滑块铰接，所述连接杆能相对相应的滑块沿顺时针或逆时针方向转动，将颗粒充填物固定在所述左固定装置和右固定装置中，通过移动左滑块和右滑块调整左固定装置和右固定装置之间的水平距离，通过转动左连接杆和右连接杆调整左固定装置和右固定装置的摆放角度。

【技术特征摘要】
1.一种岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，其特征在于，包括夹板框架、滑块、固定装置和连接杆，所述滑块包括左滑块和右滑块，所述固定装置包括左固定装置和右固定装置，所述连接杆包括左连接杆和右连接杆，所述夹板框架内设有滑槽，所述滑块位于夹板框架内，且能沿滑槽水平滑动，所述连接杆的一端固接相应的固定装置，另一端和相应的滑块铰接，所述连接杆能相对相应的滑块沿顺时针或逆时针方向转动，将颗粒充填物固定在所述左固定装置和右固定装置中，通过移动左滑块和右滑块调整左固定装置和右固定装置之间的水平距离，通过转动左连接杆和右连接杆调整左固定装置和右固定装置的摆放角度。2.根据权利要求1所述的岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，其特征在于，所述滑块包括上滑板、下滑板和连接板，所述上滑板位于下滑板的上方，并通过连接板连接为一体。3.根据权利要求2所述的岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，其特征在于，所述连接杆铰接在连接板的中间。4.根据权利要求2所述的岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，其特征在于，所述上滑板的中间设有一角度刻度盘，所述角度刻度盘的零刻线与竖直方向平行，所述角度刻度盘的指针与相应连接杆能发生连动。5.根据权利要求2所述的岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，其特征在于，所述夹板框架由一体成型的第一长板、第二长板和两块短板围成，所述第一长板和第二长板水平平行，所述第一长板内侧的上方和下方分别设有滑槽，所述上滑板在位于上方的滑槽内滑动，所述下滑板在位于下方的滑槽内滑动，所述第二长板的中间开有长槽，所述连接杆穿过长槽将固定装置和滑块连接在一起。6.根据权利要求5所述的岩石节理颗粒充填物摆放角度精准定位的夹具，其特征在于，所述第二长板的外侧上方刻有水平刻度线，且水平刻度线以第二长板...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐志成，唐宇，焦玉勇，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42