含有软弱夹层的结构面模型制作模具制造技术

技术编号:20359420 阅读:21 留言:0更新日期:2019-02-16 15:03
一种含有软弱夹层的结构面模型制作模具,底板侧边固定前侧板、后侧板、左侧板和右侧板;前侧板和后侧板为大小相同的侧板,在底板上对称放置,作为模型试样制样过程中的前后侧板;左侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述左侧板与前侧板、后侧板以及左侧结构面面板形成左侧腔室;所述的右侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述右侧板与前后侧板以及右侧结构面面板形成右侧腔室;右侧结构面面板与前后侧板相连接;所述左侧结构面面板与前后侧板相连接。本发明专利技术能解决软弱夹层的铺设困难以及软弱夹层约束与现场不一致的问题,且在直剪试验过程中能够实现先压缩再剪切的试验条件。

【技术实现步骤摘要】
含有软弱夹层的结构面模型制作模具
本专利技术涉及直剪试验结构面模型制作模具的
,尤其是含有软弱夹层的结构面模型制作模具。
技术介绍
结构面对工程中岩体稳定性有着控制性的影响,尤其是含有软弱夹层的软弱结构面。软弱结构面是岩体中具有一定厚度的软弱带,与相邻两侧的岩体相比具有高压缩、低强度等特征,其通常控制着岩体的变形及稳定性。在实际的工程项目中,往往是由于软弱夹层的存在导致事故频发,造成了严重的生命财产损失,因此,通过直剪试验获得含软弱夹层结构面力学特性方面研究就显得尤为重要。获取含软弱夹层的岩体结构面试样通常有野外现场取样和室内制作两种手段。野外现场获取含有软弱夹层的原岩结构面试样时存在如下不足:1)软弱夹层易扰动,难以获得与现场所处状态相一致的含有软弱夹层的原岩体结构面试样;2)现场难以获取与含软弱夹层的原岩结构面性质近似一致的多组试样,无法通过多组试样的直剪试验获得结构面力学指标;3)现场取样存在难度大、费用高、取样周期长、风险高等不足。因此,室内制作成为获取含软弱夹层岩体结构面试样的重要方法。为了获得与现场相一致的含有软弱夹层岩体结构面试样,在室内试样制作时需要有以下3个方面来保持试样测试的可靠性:1)与现场条件相同的软弱夹层厚度;2)与现场相一致的软弱夹层约束条件;3)可实现试样先压缩后剪切的试验条件。通常室内含有软弱夹层岩体结构面试样制作步骤是先制作出岩体结构面模型试样,然后再进行软弱夹层的铺设,在制作过程中不但存在夹层铺设困难的问题,而且软弱夹层的约束方式常采用蜡封法,难以与现场的约束方法相一致,且压缩过程和剪切过程中难以保持与现场相一致的受力状态。
技术实现思路
为了能够满足含有软弱夹层的结构面模型室内直剪试验的要求,本专利技术提供了一种含有软弱夹层的结构面模型制作模具,能解决软弱夹层的铺设困难的问题,且在直剪试验过程中能够实现先压缩再剪切的试验条件。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种含有软弱夹层的结构面模型制作模具,包括底板、前侧板、后侧板、前后侧板固定螺栓、左侧板、右侧板、左侧结构面面板和右侧结构面面板;所述底板侧边固定前侧板、后侧板、左侧板和右侧板;所述前侧板和后侧板为大小相同的侧板,在底板上对称放置,作为模型试样制样过程中的前后侧板;所述左侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述左侧板与前侧板、后侧板以及左侧结构面面板形成左侧腔室;所述的右侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述右侧板与前后侧板以及右侧结构面面板形成右侧腔室;所述右侧结构面面板与前后侧板相连接;所述左侧结构面面板与前后侧板相连接。进一步,所述制作模具还包括软弱夹层底部约束板、软弱夹层前后侧约束板和软弱夹层顶部约束板;所述底板的中间部位用于放置软弱夹层底部约束板;所述的软弱夹层底部约束板为浇筑在模型试样外侧的部件,所述软弱夹层底部约束板中间设置铰链,中间铰链分为两部分,分别为铰和弹簧;软弱夹层底部约束板右侧部分是作为固定端,设有与模型试样相连接的加固筋;所述软弱夹层底部约束板固定在前后侧板上;所述的软弱夹层顶部约束板固定在前后侧板上;软弱夹层顶部约束板中间设置铰链,中间铰链分为两部分,分别为铰和弹簧;所述软弱夹层前侧约束板和软弱夹层后侧约束板是浇筑在模型试样的前后两侧,且分置于试样前后两侧,软弱夹层前后侧约束板由左右两块板组成,将软弱夹层前后侧约束板固定在前后侧板上,且两板之间呈现相互嵌套的状态,两板之间存在直剪试验所需的压缩空间,所述软弱夹层前侧约束板和软弱夹层后侧约束板上设有与模型试样相连接的加固筋;所述右侧结构面面板与软弱夹层前后侧约束板固定连接。进一步,所述的底板为两侧具有滑槽的板状结构,底板截面呈“山”字型,在底板顶面中间部位留有凹槽,用于放置软弱夹层底部约束板,侧边有用于固定侧板的孔位;所述前后侧板通过前后侧板固定螺栓将前后侧板固定在底板上。再进一步,所述的左侧板利用左侧板固定螺栓将其与前后侧板和底板相连接,作为固定侧板,用以与其他侧板共同形成模型试样的制样腔室。所述的右侧板利用右侧板固定螺栓将其与前后侧板和底板相连接,作为固定侧板,用以与其他侧板共同形成模型试样的制样腔室。所述左侧板和右侧板为大小相同的侧板,对称放置在模具左右两侧。所述的软弱夹层底部约束板的前后设置压缩过程中限制软弱夹层挤出的侧限孔位,在进行压缩过程中,在软弱夹层底部约束板的孔位和软弱夹层顶部约束板的孔位之间穿入连接杆,通过螺母拧紧,以防止软弱夹层在压缩过程中的挤出,实现压缩过程的侧限;软弱夹层底部约束板设有固定孔位,通过软弱夹层底部约束板固定螺栓将其固定在前后侧板上。所述软弱夹层顶部约束板设有固定孔位,通过软弱夹层顶部约束板固定螺栓将其固定在前后侧板上。在填入软弱夹层的过程中,软弱夹层顶部约束板将前端板转动90°,利用拉钩进行固定,实现软弱夹层从上部填入。所述软弱夹层前后侧约束板的左右两块板分别设置孔位,通过软弱夹层前后侧约束板固定螺栓将软弱夹层前后侧约束板固定在前后侧板上。所述右侧结构面面板与软弱夹层前后约束板中的右侧板共用螺栓,与前后侧板相连接,所述右侧结构面面板的顶部有拉环,便于脱膜时拆除;所述左侧结构面面板的上部前后两侧设置孔位,穿入左侧结构面面板固定螺栓,利用左侧结构面面板固定螺栓将左侧结构面面板固定在前后侧板上。本专利技术的有益效果主要表现在:(1)能够针对不同的结构面选择所需要的结构面形态来完成结构面模型的制作。(2)岩石结构面与软弱夹层共同在模具中制作成型,实现了岩石结构面试样制作与软弱夹层一体化制作。(3)本专利技术所采用含有软弱夹层的结构面模型制作模具制作而成的含有软弱夹层的结构面模型试样可实现在压缩过程中完全刚性约束,防止软弱夹层挤出;在剪切过程中,试样在剪切方向能够自由剪切,另外两侧具有刚性约束。附图说明图1为本专利技术的俯视图。图2为本专利技术的正视图。图3为本专利技术的左视图。图4为图1中1-1剖面图。图5为本专利技术的底板立体图。图6为本专利技术的前后侧板俯视图。图7为本专利技术的左侧结构面面板示意图。图8为本专利技术的软弱夹层顶部约束板俯视图。图9为本专利技术的软弱夹层顶部约束板正视图。图10为本专利技术的软弱夹层顶部约束板左视图。图11为本专利技术的软弱夹层底部约束板俯视图。图12为本专利技术的软弱夹层底部约束板正视图。图13为本专利技术的软弱夹层底部约束板左视图。图14为本专利技术的软弱夹层顶部和底部约束板铰链局部示意图。图15为本专利技术的软弱夹层前后侧约束板俯视图。图16为本专利技术中的软弱夹层前后侧约束板左视图。图17为图4中含有软弱夹层结构面试样的剖面图。图18为制作完成的含有软弱夹层的结构面试样压缩过程俯视图(图中箭头表示压缩方向)。图19为制作完成的含有软弱夹层的结构面试样压缩过程正视图(图中箭头表示压缩方向)。图20为图19中2-2剖面图(图中箭头表示压缩方向)。图21为图18中3-3剖面图(图中箭头表示压缩方向)。图22为制作完成的含有软弱夹层的结构面试样剪切过程俯视图(图中箭头表示剪切方向)。图23为制作完成的含有软弱夹层的结构面试样剪切过程正视图(图中箭头表示剪切方向)。图24为图23中4-4剖面图(图中箭头表示剪切方向)。图25为图22中5-5剖面图(图中箭头表示剪切方向)。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1~图25,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种含有软弱夹层结构面模型制作模具,其特征在于:所述制作模具包括底板、前侧板、后侧板、前后侧板固定螺栓、左侧板、右侧板、左侧结构面面板和右侧结构面面板;所述底板侧边固定前侧板、后侧板、左侧板和右侧板;所述前侧板和后侧板为大小相同的侧板,在底板上对称放置,作为模型试样制样过程中的前后侧板;所述左侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述左侧板与前侧板、后侧板以及左侧结构面面板形成左侧腔室;所述的右侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述右侧板与前后侧板以及右侧结构面面板形成右侧腔室;所述右侧结构面面板与前后侧板相连接;所述左侧结构面面板与前后侧板相连接。

【技术特征摘要】
1.一种含有软弱夹层结构面模型制作模具,其特征在于:所述制作模具包括底板、前侧板、后侧板、前后侧板固定螺栓、左侧板、右侧板、左侧结构面面板和右侧结构面面板;所述底板侧边固定前侧板、后侧板、左侧板和右侧板;所述前侧板和后侧板为大小相同的侧板,在底板上对称放置,作为模型试样制样过程中的前后侧板;所述左侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述左侧板与前侧板、后侧板以及左侧结构面面板形成左侧腔室;所述的右侧板分别与前侧板、后侧板连接,所述右侧板与前后侧板以及右侧结构面面板形成右侧腔室;所述右侧结构面面板与前后侧板相连接;所述左侧结构面面板与前后侧板相连接。2.如权利要求1所述的一种含有软弱夹层结构面模型制作模具,其特征在于:所述制作模具还包括软弱夹层底部约束板、软弱夹层前后侧约束板和软弱夹层顶部约束板;所述底板的中间部位用于放置软弱夹层底部约束板;所述的软弱夹层底部约束板为浇筑在模型试样外侧的部件,所述软弱夹层底部约束板中间设置铰链,中间铰链分为两部分,分别为铰和弹簧;软弱夹层底部约束板右侧部分是作为固定端,设有与模型试样相连接的加固筋;所述软弱夹层底部约束板固定在前后侧板上;所述的软弱夹层顶部约束板固定在前后侧板上;软弱夹层顶部约束板中间设置铰链,中间铰链分为两部分,分别为铰和弹簧;所述软弱夹层前侧约束板和软弱夹层后侧约束板是浇筑在模型试样的前后两侧,且分置于试样前后两侧,软弱夹层前后侧约束板由左右两块板组成,将软弱夹层前后侧约束板固定在前后侧板上,且两板之间呈现相互嵌套的状态,两板之间存在直剪试验所需的压缩空间,所述软弱夹层前侧约束板和软弱夹层后侧约束板上设有与模型试样相连接的加固筋;所述右侧结构面面板与软弱夹层前后侧约束板中固定连接。3.如权利要求2所述的含有软弱夹层的结构面模型制作模具,其特征在于:所述的底板为两侧具有滑槽的板状结构,底板截面呈“山”字型,在底板顶面中间部位留有凹槽,用于放置软弱夹层底部约束板,侧边有用于固定侧板的孔位;所述前后...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗战友李珺邹宝平陶燕丽黄曼吴李泉陈超熊志强郑耀
申请(专利权)人:浙江科技学院
类型:发明
国别省市:浙江,33

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