一种可准确固定节理剪切试验试件的模具及试块制作方法技术

本发明专利技术涉及一种可准确固定节理剪切试验试件的模具及试块制作方法，模具包括上端开口的模具主体，模具主体的侧面及底面上均开设有限位螺栓孔，限位螺栓孔内设有限位螺栓，模具通过分别调节模具主体侧面及底面的限位螺栓伸入模具主体内的长度，使各限位螺栓抵在节理剪切试验试件的表面，将试件准确固定；制作试块时，先分别用上模具及下模具准确固定上半节理试件及下半节理试件，并拉长各限位螺栓外部套设的限位螺栓套管，之后向模具内充填砂浆，砂浆初凝后旋出各限位螺栓，继续养护成型后脱模即可。与现有技术相比，本发明专利技术能够准确固定节理剪切试验试件，并有效防止试件在重力作用下自然下沉，操作简便，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩体力学性能试验
，涉及一种可准确固定节理剪切试验试件的模具及试块制作方法。
技术介绍
岩石节理面及其充填物的剪切强度是岩石力学领域关注的重点内容之一，岩石节理剪切试验采用原岩或混凝土等替代材料作为试件，试验时需将上、下半节理试件分别提前进行砂浆浇筑制成两个试块，待养护成型后，将上、下半节理试件的节理面准确咬合后进行剪切试验。在上、下半节理试件的节理面咬合过程中，需对节理面的位置进行精确定位，才能保证试验结果准确可靠。通常采用标准150mm×150mm×300mm长方体试块模具，再经目测或简单比量，将节理试件通过砂浆浇筑制成两个试块。对于规则立方体、长方体形状试件，此方法稍具操作性；然而对于不规则形状试件，该方法很难保证两个试块中试件节理面的准确咬合。此外，在砂浆养护成型过程中，节理试件会在重力作用下自然下沉，试件埋入砂浆深度无法保证，导致节理面咬合不够紧密或发生错位，不利于获得可靠的试验结果。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可准确固定节理剪切试验试件的模具及试块制作方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，该模具包括上端开口的模具主体，所述的模具主体的侧面及底面上均开设有限位螺栓孔，所述的限位螺栓孔内设有限位螺栓，所述的模具通过分别调节模具主体侧面及底面的限位螺栓伸入模具主体内的长度，使各限位螺栓抵在节理剪切试验试件的表面，将试件准确固定。所述的模具主体的材质优选为塑料。所述的模具主体为上端开口的矩形模具主体，该矩形模具主体的4个侧面及底面上均开设有限位螺栓孔。所述的模具主体侧面上的限位螺栓孔位于相应侧面的竖直中轴线上，且距侧面顶端的距离为20-40mm。所述的模具主体底面上的限位螺栓孔位于底面的中心处。所述的限位螺栓的螺纹段长度为30-50mm。所述的限位螺栓的外部套设有与限位螺栓相适配的限位螺栓套管。所述的限位螺栓套管为可沿自身轴向伸缩的塑料限位螺栓套管。所述的限位螺栓为可拆卸式限位螺栓，限位螺栓由M6螺栓改制而成，长度根据需要设置50mm、70mm、90mm、110mm、130mm、150mm、170mm等多种规格，各型号限位螺栓设螺纹段长度为30-50mm。使用时限位螺栓的尖端头旋入模具主体上的限位螺栓孔内用于固定试样，限位螺栓的末端设有便于将限位螺栓旋入或旋出限位螺栓孔内的旋钮。限位螺栓的规格根据需要可设计为如下表所示的几类：所述的限位螺栓孔内设有M6螺纹，其中，模具主体底面上的限位螺栓孔同时兼作脱模时的充气孔。为便于限位螺栓从砂浆中取出，本专利技术设计了限位螺栓套管，在制作节理剪切试验试块时，将限位螺栓套管套设在限位螺栓外部，取出限位螺栓时，仅将限位螺栓旋出，而限位螺栓套管则留在砂浆内。限位螺栓套管的内径与限位螺栓的外径相适配，以保证限位螺栓与限位螺栓套管紧密贴合。限位螺栓套管沿其自身轴向具有伸长性与压缩性，其长度依据限位螺栓伸入模具主体内的长度进行相应选取，取用长度比限位螺栓伸入模具主体内的长度略长，以保证限位螺栓限定试件位置后，限位螺栓套管两端可分别紧密贴合于试件表面及模具主体内壁。所述的模具主体的侧面及底面内壁上分别设有加劲肋，以保证模具主体的刚度与稳定性。所述的模具还包括与限位螺栓孔相适配的限位螺栓孔塞，所述的限位螺栓孔塞由橡胶制成，其螺旋段长度与限位螺栓孔的深度相同。若取下限位螺栓，并将限位螺栓孔塞由限位螺栓孔外部旋入限位螺栓孔内，此时模具便可当作普通试块模具使用。一种采用所述的模具制作节理剪切试验试块的方法，该方法具体包括以下步骤：(1)选取两个模具，分别作为上模具及下模具，并根据上半节理试件及下半节理试件的形状及尺寸选择相适配的限位螺栓及限位螺栓套管；(2)将限位螺栓旋入上模具及下模具上对应的限位螺栓孔内，并将限位螺栓套管套设在伸入模具主体内的限位螺栓外部；(3)将下半节理试件放在下模具底面上的限位螺栓顶部，并调节该限位螺栓伸入模具主体内的长度，使下半节理试件凸出下模具顶端的高度符合试验要求，之后旋紧下模具各侧面上的限位螺栓，将下半节理试件固定，并拉长下模具上各限位螺栓外部套设的限位螺栓套管，使各限位螺栓套管的两端分别严密贴合于下半节理试件表面及下模具的模具主体内壁；(4)将上半节理试件放在下半节理试件上，使其节理面准确咬合，之后将上模具倒扣在上半节理试件上，并使上模具与下模具对正，之后调节上模具底面上的限位螺栓伸入模具主体内的长度，使上半节理试件凸出上模具顶端的高度符合试验要求，之后旋紧上模具各侧面上的限位螺栓，将上半节理试件固定；(5)将上模具连同上半节理试件取下后正放，之后拉长上模具上各限位螺栓外部套设的限位螺栓套管，使各限位螺栓套管的两端分别严密贴合于上半节理试件表面及上模具的模具主体内壁；(6)分别向上模具及下模具内充填砂浆；(7)待砂浆初凝后，旋出各限位螺栓，继续养护成型；(8)待养护达到试验强度要求后，分别向上模具及下模具底面上的限位螺栓孔内充气脱模，即可得到一对节理剪切试验试块。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：1)通过在模具主体的侧面及底面上分别安装限位螺栓，并调节限位螺栓伸入模具主体内的长度，以准确固定节理剪切试验试件，并保证其在模具内的位置稳定不变，能够有效防止试件在重力作用下自然下沉，确保试件埋入砂浆的深度，使制得的一对节理剪切试验试块的节理面能够准确咬合，保证试验的可靠性；2)限位螺栓套管不仅有助于提高模具的密封性能，防止砂浆从限位螺栓孔内漏出，同时能够便于限位螺栓从砂浆中取出，避免充气脱模时限位螺栓对试块的阻挡，大大提高了模具的实用性和操作的简便性；3)不但对不规则形状的试件具有精确定位功能，同时还兼具普通试块模具的功能，应用广泛，且安装快捷方便，简单易用，有效降低了生产成本，提高了生产效率。附图说明图1为实施例1中模具在使用状态时的剖视结构示意图；图2为实施例1中模具的主视结构示意图；图3为实施例1中模具的左视结构示意图；图4为实施例1中模具的俯视结构示意图；图5为实施例1中限位螺栓及限位螺栓套管的结构示意图，其中，(a)为限位螺栓，(b)为限位螺栓套管；图6为实施例1中限位螺栓孔塞的结构示意图；图7为实施例1中将上模具倒扣在上半节理试件上的结构示意图；图中标记说明：1—模具主体、2—限位螺栓、3—限位螺栓套管、4—限位螺栓孔、5—上半节理试件、6—加劲肋、7—试件、8—节理面、9—砂浆、10—下半节理试件、11—下模具、12—上模具。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1：如图1-4所示的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，该模具包括上端开口的模具主体1，模具主体1的侧面及底面上均开设有限位螺栓孔4，限位螺栓孔4内设有限位螺栓2，限位螺栓2的结构如图5中(a)所示。其中，模具主体1为上端开口的矩形模具主体，该矩形模具主体的4个侧面及底面上均开设有限位螺栓孔4。模具主体1侧面上的限位螺栓孔4位于相应侧面的竖直中轴线上，且距侧面顶端的距离为30mm。模具主体1底面上的限位螺栓孔4位于底面的中心处。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，该模具包括上端开口的模具主体(1)，其特征在于，所述的模具主体(1)的侧面及底面上均开设有限位螺栓孔(4)，所述的限位螺栓孔(4)内设有限位螺栓(2)，所述的模具通过分别调节模具主体(1)侧面及底面的限位螺栓(2)伸入模具主体(1)内的长度，使各限位螺栓(2)抵在节理剪切试验试件(7)的表面，将试件(7)准确固定。

【技术特征摘要】
1.一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，该模具包括上端开口的模具主体(1)，其特征在于，所述的模具主体(1)的侧面及底面上均开设有限位螺栓孔(4)，所述的限位螺栓孔(4)内设有限位螺栓(2)，所述的模具通过分别调节模具主体(1)侧面及底面的限位螺栓(2)伸入模具主体(1)内的长度，使各限位螺栓(2)抵在节理剪切试验试件(7)的表面，将试件(7)准确固定。2.根据权利要求1所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的模具主体(1)为上端开口的矩形模具主体，该矩形模具主体的4个侧面及底面上均开设有限位螺栓孔(4)。3.根据权利要求2所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的模具主体(1)侧面上的限位螺栓孔(4)位于相应侧面的竖直中轴线上，且距侧面顶端的距离为20-40mm。4.根据权利要求3所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的模具主体(1)底面上的限位螺栓孔(4)位于底面的中心处。5.根据权利要求1所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的限位螺栓(2)的螺纹段长度为30-50mm。6.根据权利要求5所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的限位螺栓(2)的外部套设有与限位螺栓(2)相适配的限位螺栓套管(3)。7.根据权利要求6所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的限位螺栓套管(3)为可沿自身轴向伸缩的塑料限位螺栓套管。8.根据权利要求1所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的模具主体(1)的侧面及底面内壁上分别设有加劲肋(6)。9.根据权利要求1所述的一种可准确固定节理剪切试验试件的模具，其特征在于，所述的模具还包括与限位螺栓孔(4)相适配的限位螺栓孔塞。10.一种采用如权利要求1至9任一项所述的模具制作节理剪切试验试块的方法，其特征在于，该方法具体包...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏才初，李强，沈世伟，吕志涛，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31