一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法技术

一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，包括以下步骤：(1)选择结构面面板形态；(2)底板放置；(3)安装前侧板和后侧板；(4)安装右侧板；(5)安装软弱夹层底部约束板；(6)安装软弱夹层前后侧约束板；(7)安装固定结构面面板；(8)安装软弱夹层顶部约束板；(9)确定软弱夹层厚度；(10)安装可移动结构面面板；(11)安装左侧板；(12)涂脱模剂；(12)浇筑试样中的岩石模拟材料；(13)振捣密实及抹平处理；(14)拆除结构面面板；(15)浇筑试样中的软弱夹层材料；(16)振捣密实及抹平处理；(17)拆模；(18)养护。本发明专利技术软弱夹层的铺设方便，软弱夹层约束与现场一致。

【技术实现步骤摘要】
一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法
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且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法。
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、厚度难以调节的问题，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且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，能解决软弱夹层的铺设困难、软弱夹层厚度难以调节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。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：(1)选择结构面面板形态；(2)底板放置：将底板放置于找平的地面上；(3)前侧板和后侧板的安装：将前后侧板分别放置在底板两侧固定在底板上；(4)右侧板的安装：将右侧板与前后侧板以及底板相连接；(5)软弱夹层底部约束板的安装：将软弱夹层底部约束板放入底板上，将软弱夹层底部约束板固定在前后侧板上，并在软弱夹层底部约束板铰链及左侧部分板上铺上一层隔离膜；(6)软弱夹层前后侧约束板的安装：将软弱夹层前后侧约束板固定在前后侧板上；(7)固定结构面面板：将固定结构面面板固定在前后侧板上，使得右侧板与固定结构面面板之间的距离即为右侧结构面试样的尺寸；(8)软弱夹层顶部约束板的安装：将软弱夹层顶部约束板固定在前后侧板上，并将软弱夹层顶部约束板铰链左侧板绕铰链转动90°，利用拉钩固定；(9)软弱夹层厚度的确定：根据现场软弱夹层的实测厚度确定室内直剪试验要求的软弱夹层厚度；(10)可移动结构面面板的安装：根据步骤(9)中确定的软弱夹层厚度，将可移动结构面面板移动到所要求的水平位置，然后利用可移动结构面面板的固定螺栓将可移动结构面面板固定在前后侧板上；(11)左侧板的安装：根据步骤(10)中可移动结构面面板的位置，为确保结构面试样尺寸保持不变，将左侧板移动到相应位置，使得左侧板与可移动结构面面板之间的距离即为左侧结构面试样的尺寸，将左侧板固定在前后侧板上；(12)涂脱模剂：在组装好的制作模具内表面涂一层涂膜剂；(13)浇筑试样中的岩石模拟材料：向制作模具中左侧板与可移动结构面板及右侧板和固定结构面板形成的左右空腔内浇筑相应的岩石模拟材料；(14)岩石模拟材料的振捣密实及抹平处理；(15)拆除结构面面板；(16)浇筑试样中的软弱夹层材料，将配制好的软弱夹层材料浇筑到已形成的左右两侧岩石之间的空隙中；(17)软弱夹层振捣密实及抹平处理；(18)拆模：将带有软弱夹层的结构面试样静置养护，拆除结构面制作模具，并松开软弱夹层顶部约束板的拉钩；(19)养护，将拆除模具后的带有软弱夹层的结构面试样放入养护室内进行养护。进一步，所述制作方法还包括以下步骤：(20)更换步骤(1)中的结构面面板，重复步骤(2)-(19)可实现不同类型的含有软弱夹层结构面试样的制作。再进一步，所述制作方法还包括以下步骤：(21)更换步骤(1)中的结构面面板，重复步骤(2)-(19)可实现不同类型的含有软弱夹层结构面试样的制作。优选的，所述步骤(3)中，将前后侧板分别放置在底板两侧凹槽内，利用前后侧板固定螺栓将前后侧板固定在底板上。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)能够根据现场实测软弱夹层的厚度来实现不同软弱夹层厚度的模型试样制作。(4)本专利技术所采用含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束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25，一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：(1)选择结构面面板形态。根据试验测试要求，选择相应结构面面板形貌。(2)底板1放置。将底板1放置于找平的地面上。(3)前侧板2和后侧板3的安装。将前后侧板2、3分别放置在底板1两侧凹槽内，利用前后侧板固定螺栓12将前后侧板2、3固定在底板1上。(4)右侧板5的安装。利用右侧板固定螺栓1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：(1)选择结构面面板形态；(2)底板放置：将底板放置于找平的地面上；(3)前侧板和后侧板的安装：将前后侧板分别放置在底板两侧固定在底板上；(4)右侧板的安装：将右侧板与前后侧板以及底板相连接；(5)软弱夹层底部约束板的安装：将软弱夹层底部约束板放入底板上，将软弱夹层底部约束板固定在前后侧板上，并在软弱夹层底部约束板铰链及左侧部分板上铺上一层隔离膜；(6)软弱夹层前后侧约束板的安装：将软弱夹层前后侧约束板固定在前后侧板上；(7)固定结构面面板：将固定结构面面板固定在前后侧板上，使得右侧板与固定结构面面板之间的距离即为右侧结构面试样的尺寸；(8)软弱夹层顶部约束板的安装：将软弱夹层顶部约束板固定在前后侧板上，并将软弱夹层顶部约束板铰链左侧板绕铰链转动90o，利用拉钩固定；(9)软弱夹层厚度的确定：根据现场软弱夹层的实测厚度确定室内直剪试验要求的软弱夹层厚度；(10)可移动结构面面板的安装：根据步骤(9)中确定的软弱夹层厚度，将可移动结构面面板移动到所要求的水平位置，然后利用可移动结构面面板的固定螺栓将可移动结构面面板固定在前后侧板上；(11)左侧板的安装：根据步骤(10)中可移动结构面面板的位置，为确保结构面试样尺寸保持不变，将左侧板移动到相应位置，使得左侧板与可移动结构面面板之间的距离即为左侧结构面试样的尺寸，将左侧板固定在前后侧板上；(12)涂脱模剂：在组装好的制作模具内表面涂一层涂膜剂；(13)浇筑试样中的岩石模拟材料：向制作模具中左侧板与可移动结构面板及右侧板和固定结构面板形成的左右空腔内浇筑相应的岩石模拟材料；(14)岩石模拟材料的振捣密实及抹平处理；(15)拆除结构面面板；(16)浇筑试样中的软弱夹层材料，将配制好的软弱夹层材料浇筑到已形成的左右两侧岩石之间的空隙中；(17)软弱夹层振捣密实及抹平处理；(18)拆模：将带有软弱夹层的结构面试样静置养护，拆除结构面制作模具，并松开软弱夹层顶部约束板的拉钩；(19)养护，将拆除模具后的带有软弱夹层的结构面试样放入养护室内进行养护。...

【技术特征摘要】
1.一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：(1)选择结构面面板形态；(2)底板放置：将底板放置于找平的地面上；(3)前侧板和后侧板的安装：将前后侧板分别放置在底板两侧固定在底板上；(4)右侧板的安装：将右侧板与前后侧板以及底板相连接；(5)软弱夹层底部约束板的安装：将软弱夹层底部约束板放入底板上，将软弱夹层底部约束板固定在前后侧板上，并在软弱夹层底部约束板铰链及左侧部分板上铺上一层隔离膜；(6)软弱夹层前后侧约束板的安装：将软弱夹层前后侧约束板固定在前后侧板上；(7)固定结构面面板：将固定结构面面板固定在前后侧板上，使得右侧板与固定结构面面板之间的距离即为右侧结构面试样的尺寸；(8)软弱夹层顶部约束板的安装：将软弱夹层顶部约束板固定在前后侧板上，并将软弱夹层顶部约束板铰链左侧板绕铰链转动90o，利用拉钩固定；(9)软弱夹层厚度的确定：根据现场软弱夹层的实测厚度确定室内直剪试验要求的软弱夹层厚度；(10)可移动结构面面板的安装：根据步骤(9)中确定的软弱夹层厚度，将可移动结构面面板移动到所要求的水平位置，然后利用可移动结构面面板的固定螺栓将可移动结构面面板固定在前后侧板上；(11)左侧板的安装：根据步骤(10)中可移动结构面面板的位置，为确保结构面试样尺寸保持不变，将左侧板移动到相应位置，使得左侧板与可移动结构面面板之间的距离即为左侧结构面试样的尺寸，将左...

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