用于岩体结构面剪切试验的制样模具制造技术

本发明专利技术属于岩体力学室内实验领域，特别涉及一种用于岩体结构面剪切试验的制样模具。为了加工不同尺寸、不同形状的岩体结构面剪切试验样品以满足岩体结构面剪切特性的研究需求，本发明专利技术提出的制样模具包括前竖板、后竖板、左侧板、右侧板和底板围成的半开放空间的模具本体，其中，所述左侧板和所述右侧板均呈L型，所述左侧板包括左侧竖板和左侧底板，所述右侧板包括右侧后竖板和右侧竖板；所述制样模具还包括支架，所述支架设置在所述底板的下侧，用于支撑所述底板。本发明专利技术提供的用于岩体结构面剪切试验的制样模具的结构设计能够满足不同尺寸、不同形状的岩体结构面剪切试验样品的制造。

【技术实现步骤摘要】
用于岩体结构面剪切试验的制样模具
本专利技术属于岩体力学室内实验领域，特别涉及一种用于岩体结构面剪切试验的制样模具。
技术介绍
岩体结构面形成于岩体地质历史发展过程中，具有一定的延伸方向和长度，厚度相对较小，控制着岩体的变形和力学行为。由此可见，准确把握结构面的力学性质是评价岩体工程稳定性的核心。岩体结构面的力学性质主要表现在法向变形、剪切变形和抗剪强度三方面。在低应力区，工程岩体失稳主要表现在岩体沿结构面发生剪切变形破坏，因此常用结构面抗剪强度作为工程岩体稳定性评价的重要指标。岩体力学室内试验研究是进行岩体本构模型构建和工程设计数值模拟的基础。室内直剪试验在加载路径控制、法向参数和剪切参数获取方面具有极大优势，是刻画结构面剪切行为的优选试验方法。由于结构面的剪切试验是破坏性试验且不可重复试验，加之天然岩体结构面试样的取样、运输、制样成本均较高，因此，现有研究中广泛采用水泥砂浆、高强石膏、混凝土等类岩石材料制作人工岩体结构面试样，通过对人工岩体结构面试样进行平行试验以达到研究天然岩体结构面剪切特性的目的。基于此，本专利技术提出了一种新的制样模具来加工不同尺寸、不同形状的岩体结构面剪切试验样品以满足岩体结构面剪切特性的研究需求。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了加工不同尺寸、不同形状的岩体结构面剪切试验样品以满足岩体结构面剪切特性的研究需求，本专利技术提出了一种用于岩体结构面剪切试验的制样模具，所述制样模具包括前竖板、后竖板、左侧板、右侧板和底板围成的半开放空间的模具本体，其中，所述左侧板和所述右侧板均呈L型，所述左侧板包括左侧竖板和左侧底板，所述右侧板包括右侧后竖板和右侧竖板；所述制样模具还包括支架，所述支架设置在所述底板的下侧，用于支撑所述底板。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述L型左侧板的左侧竖板与左侧底板连接处沿所述左侧竖板的宽度方向设置有第一插销，所述前竖板的下部沿所述前竖板的长度方向设置有与所述第一插销匹配的开口方向向左的长条形凹槽，所述长条形凹槽能够穿过所述第一插销，并借助螺栓将所述左侧板与所述前竖板固定。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述左侧竖板的内侧水平设置有第二插销和第三插销，所述底板下侧的左端水平设置有与所述第二插销和所述第三插销匹配的开口方向向下的第一U型叉和第二U型叉，所述第一U型叉的内侧和所述第二U型叉的内侧能够分别穿过所述第二插销和所述第三插销，并借助螺栓将所述左侧板与所述底板固定。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述底板上侧的后部区域水平设置有第四插销和第五插销，所述后竖板的外侧水平设置有与所述第四插销和所述第五插销匹配的开口方向向后的第三U型叉和第四U型叉，所述第三U型叉的内侧和所述第四U型叉的内侧能够分别穿过所述第四插销和所述第五插销，并借助螺栓将所述底板与所述后竖板固定。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述后竖板的内侧水平设置有至少一排贯通螺栓孔，所述右侧后竖板的外侧水平设置有至少一排与所述贯通螺栓孔匹配的半贯通螺栓孔，在所述右侧后竖板的外侧抵靠于所述后竖板的内侧之后，螺栓能够穿过所述贯通螺栓孔并深入到所述半贯通螺栓孔以将所述后竖板与所述右侧板固定。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述贯通螺栓孔与所述半贯通螺栓孔均为两排，每排半贯通螺栓孔的数量小于等于每排贯通螺栓孔的数量；并且/或者在所述后竖板与所述右侧板固定之后，所述右侧后竖板的左端抵靠于所述左侧竖板的内侧，所述右侧竖板的前端与所述前竖板接触。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述右侧后竖板的内侧设置为平直型或锯齿型。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述前竖板的长条形凹槽与所述第一插销之间，所述底板下侧的第一U型叉与所述第二插销之间、所述第二U型叉与所述第三插销之间，所述后竖板外侧的第三U型叉与所述第四插销之间以及所述第四U型叉与所述第五插销之间的相对位置均能够被调节以使所述制样模具能够制造不同尺寸、不同形状的岩体结构面剪切试验样品。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述支架包括上端帽、下端帽以及位于所述上端帽与所述下端帽之间的伸缩杆，所述伸缩杆包括第一支杆、嵌套于所述第一支杆的第二支杆、嵌套于所述第二支杆的第三支杆、嵌套于所述第三支杆的第四支杆，所述第一支杆和所述第二支杆通过第一螺纹扣连接，通过旋转所述第一螺纹扣能够调节所述第二支杆伸出所述第一支杆的长度；所述第二支杆和所述第三支杆通过第二螺纹扣连接，通过旋转所述第二螺纹扣能够调节所述第三支杆伸出所述第二支杆的长度；所述第三支杆和所述第四支杆通过第三螺纹扣连接，通过旋转所述第三螺纹扣能够调节所述第四支杆伸出所述第三支杆的长度。在上述用于岩体结构面剪切试验的制样模具的优选实施方式中，所述底板下侧设置有第一凹槽，所述左侧底板的上侧设置有第二凹槽，所述支架的上端帽嵌入到所述第一凹槽中，所述支架的下端帽嵌入到所述第二凹槽中，并因此使所述支架固定于所述底板与所述左侧底板之间。本专利技术提供的制样模具利用L型的左侧板和L型的右侧板分别与前竖板、后竖板和底板形成半开放空间，并利用支架支撑底板。在一些具体的实施方式中，按照本专利技术制样模具的结构设计，支架为可伸缩支架，前竖板的长条形凹槽与第一插销之间，底板下侧的第一U型叉与第二插销之间、第二U型叉与第三插销之间，后竖板外侧的第三U型叉与第四插销之间以及第四U型叉与第五插销之间的相对位置均能够被调节，进一步通过调节可伸缩支架以使制样模具能够制造不同尺寸、不同形状的岩体结构面剪切试验样品。附图说明图1是本专利技术实施例的制样模具的主视示意图；图2是本专利技术实施例的制样模具的左视示意图；图3是本专利技术实施例的制样模具的俯视示意图；图4a是本专利技术实施例的制样模具的左侧板的主视示意图；图4b是本专利技术实施例的制样模具的左侧板的俯视示意图；图5是本专利技术实施例的制样模具的前竖板的主视示意图；图6a是本专利技术实施例的制样模具的底板的主视示意图；图6b是本专利技术实施例的制样模具的底板的左视示意图；图7a是本专利技术实施例的制样模具的后竖板的主视示意图；图7b是本专利技术实施例的制样模具的后竖板的俯视示意图；图8a是本专利技术实施例的制样模具的右侧板的主视示意图；图8b是本专利技术实施例的制样模具的右侧板的俯视示意图；图9a是本专利技术实施例的制样模具的处于缩短状态的支架结构示意图；图9b是本专利技术实施例的制样模具的处于伸长状态的支架结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。首先参照图1-3，图1是本专利技术一种实施例的制样模具的主视图；图2是本专利技术一种实施例的制样模具的左视图；图3是本专利技术一种实施例的制样模具的俯视图。如图1-3所示，本专利技术的用于岩体结构面剪切试验的制样模具包括前竖板1、后竖板2、左侧板3、右侧板4、底板5和支架6，前竖板1、后竖板2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于岩体结构面剪切试验的制样模具，其特征在于，所述制样模具包括前竖板、后竖板、左侧板、右侧板和底板围成的半开放空间的模具本体，其中，所述左侧板和所述右侧板均呈L型，所述左侧板包括左侧竖板和左侧底板，所述右侧板包括右侧后竖板和右侧竖板；所述制样模具还包括支架，所述支架设置在所述底板的下侧，用于支撑所述底板。

【技术特征摘要】
1.一种用于岩体结构面剪切试验的制样模具，其特征在于，所述制样模具包括前竖板、后竖板、左侧板、右侧板和底板围成的半开放空间的模具本体，其中，所述左侧板和所述右侧板均呈L型，所述左侧板包括左侧竖板和左侧底板，所述右侧板包括右侧后竖板和右侧竖板；所述制样模具还包括支架，所述支架设置在所述底板的下侧，用于支撑所述底板。2.根据权利要求1所述的用于岩体结构面剪切试验的制样模具，其特征在于，所述L型左侧板的左侧竖板与左侧底板连接处沿所述左侧竖板的宽度方向设置有第一插销，所述前竖板的下部沿所述前竖板的长度方向设置有与所述第一插销匹配的开口方向向左的长条形凹槽，所述长条形凹槽能够穿过所述第一插销，并借助螺栓将所述左侧板与所述前竖板固定。3.根据权利要求2所述的用于岩体结构面剪切试验的制样模具，其特征在于，所述左侧竖板的内侧水平设置有第二插销和第三插销，所述底板下侧的左端水平设置有与所述第二插销和所述第三插销匹配的开口方向向下的第一U型叉和第二U型叉，所述第一U型叉的内侧和所述第二U型叉的内侧能够分别穿过所述第二插销和所述第三插销，并借助螺栓将所述左侧板与所述底板固定。4.根据权利要求3所述的用于岩体结构面剪切试验的制样模具，其特征在于，所述底板上侧的后部区域水平设置有第四插销和第五插销，所述后竖板的外侧水平设置有与所述第四插销和所述第五插销匹配的开口方向向后的第三U型叉和第四U型叉，所述第三U型叉的内侧和所述第四U型叉的内侧能够分别穿过所述第四插销和所述第五插销，并借助螺栓将所述底板与所述后竖板固定。5.根据权利要求4所述的用于岩体结构面剪切试验的制样模具，其特征在于，所述后竖板的内侧水平设置有至少一排贯通螺栓孔，所述右侧后竖板的外侧水平设置有至少一排与所述贯通螺栓孔匹配的半贯通螺栓孔，在所述右侧后竖板的外侧抵靠于所述后竖板的内侧之后，螺栓能够穿过所述贯通螺栓孔并深入到所述半贯通螺栓孔以将所述后竖板与所述右侧板固...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑博文，祁生文，黄晓林，郭松峰，邹宇，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11