本实用新型专利技术公开了一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置，裂隙定位支架底板平行布置于试样模具的两侧，通过裂隙定位支架锚固螺栓锚固在制样底板上，裂隙定位支架通过螺纹与裂隙定位支架底板连接，裂隙纵向定位杆分别与裂隙定位支架底板平行布置并通过螺丝固定在四根裂隙定位支架上，裂隙纵向定位杆的凹槽相对布置，裂隙横向定位杆通过两端的横向定位杆滑块卡在裂隙纵向定位杆的凹槽中，角度定位装置通过顶端裂隙角度定位滑块卡在裂隙横向定位杆下端凹槽中，通过角度定位装置下端钢片实现裂隙制作。结构简单，操作方便，有效地保证了裂隙的高效制作和裂隙形式的丰富化，极大地有利于不同裂隙岩体强度及变形行为试验，快速地制作指定参数的断续裂隙。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩体相似材料模型试验
，更具体涉及一种能调节相似材料岩体断续裂隙位置、数量、角度、长度以及开度等几何参数并能精确定位其参数的裂隙制作装置。适用于相似材料岩体试样中不同数量及几何形式断续节理的精确定位与制作。
技术介绍
天然岩体中断层、节理等裂隙对岩体力学性质和工程稳定性有很大影响。一方面，岩体的变形破坏过程实质就是裂隙在工程扰动条件下的萌生、扩展、相互作用和贯通的过程，另一方面，岩体中赋存的复杂裂隙形式改变了岩体受力状态，进一步影响了工程岩体的破坏形式及失稳过程。因此，开展不同裂隙形式岩体的强度特征及破坏模式有较强的理论意义和工程价值。目前裂隙岩体室内试验根据研究对象的不同可分为真实岩石材料和类岩石材料两类。真实岩石材料的选取使得试验结果更加接近于工程实际。但是，真实岩体试样试验难于重复，且难于制作各种不同裂隙形式。因此，目前室内研究广泛采用类岩石材料来模拟真实岩体的物理力学行为。为了研究裂隙几何参数对岩体强度及破坏特征的影响规律，就需要在同一岩体试样中制作不同几何形式以及不同数量的裂隙。近年来，国内外很多学者也在不断推进和发展类岩石材料中裂隙的精确定位和制作技术。已有许多学者在裂隙制作装置设计方面开展了大量的工作，得到了许多有益的成果与结论。现有的裂隙制作装置包括两种基本类型，一是直接在试样浇筑过程中插入钢片的模式，另一种是在制样模具中预先固定好贯通钢片的制作模式。上述两种模式均存在一些不足之处：①对于第一种方法，钢片插入的过程中位置无法精确定位，从而造成实际裂隙形式与设置参数差异并导致后续理论分析产生偏差。此外，由于钢片的插入方向没有固定，极易造成钢片在插入的过程中偏离垂直方向而制样失败；②对于第二种方法，通过预先固定钢片的方法能够解决第一种方法裂隙制作过程的不确定性，但是却限制了裂隙数量和位置等参数，当要改变上述参数时往往需要重新制作整套模具，造成材料浪费。本专利技术涉及的一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置，能够精确定位裂隙位置并能调节裂隙数量、角度、长度以及开度等几何参数，为更加精准地制作试样提供有效保障。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于完善上述技术的不足，是在于提供了一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置，结构简单，操作方便，能快速地制作指定参数的断续裂隙，有效地保证了裂隙的高效制作和裂隙形式的丰富化，极大地有利于不同裂隙岩体强度及变形行为试验。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置。它包括：第一裂隙定位支架、第二裂隙定位支架、第一裂隙纵向定位杆、第二裂隙纵向定位杆、裂隙横向定位杆以及裂隙角度定位装置。其连接关系是：二组裂隙定位支架底板平行布置于试样模具的两侧，并通过裂隙定位支架锚固螺栓锚固在制样底板之上，用于固定纵向定位杆。四根裂隙定位支架杆通过自带螺纹与裂隙定位支架底板连接并固定。所述的裂隙纵向定位杆一侧沿纵向设有贯通凹槽，凹槽上方设有刻度，作为所述的裂隙横向定位杆的滑槽并对其进行定位。二组裂隙纵向定位杆分别与二组裂隙定位支架底板平行布置并通过螺丝固定在四根裂隙定位支架杆上，其中二组裂隙纵向定位杆的凹槽相对布置。裂隙横向定位杆通过两端的横向定位杆滑块卡在二组裂隙纵向定位杆的T形贯通凹槽中，并能沿着T形贯通凹槽轨道平行移动。裂隙角度定位装置由裂隙角度定位滑块、角度指针、角度刻度盘和伸缩杆组装而成，裂隙角度定位滑块和角度指针通过实心圆柱杆自带螺纹与角度刻度盘连接固定。伸缩杆固定在角度刻度盘下端中心处，且伸缩杆下端设置有螺丝孔用于钢片的连接固定。裂隙角度定位装置通过顶端裂隙角度定位滑块卡在裂隙横向定位杆下端的裂隙角度定位滑槽之中，并能沿裂隙角度定位滑槽轨道移动。通过移动裂隙横向定位杆和角度定位装置能够改变钢片在试样模具中的横纵坐标，从而实现裂隙位置的精确定位。具体的：通过滑动所述的横向定位杆对裂隙纵向坐标进行定位，通过滑动所述的裂隙角度定位装置对裂隙横向坐标进行定位。所述的角度定位装置通过裂隙角度定位滑块与裂隙横向定位杆连接，通过滑动角度定位装置来确定裂隙的横向坐标。所述的角度定位装置设有指针，所述的指针下端设有刻度转盘，与所述的指针一起确定裂隙角度。所述的刻度转盘下端设有伸缩杆，钢片通过螺栓固定在所述的伸缩杆之上。调节所述的伸缩杆长度，可以将所述的钢片固定在模具底面。所述的第一裂隙定位支架、第二裂隙定位支架与模具一边平行布置且分别布置于模具两侧，并通过裂隙定位支架锚固螺栓将所述的第一裂隙定位支架、第二裂隙定位支架底板锚固在制样底板之上。所述的第一裂隙定位支架、第二裂隙定位支架底板上端设有一对有一定深度含内螺纹的螺丝孔，裂隙定位支架杆通过所述的螺丝孔与底板连接固定。所示裂隙定位支架杆上端设有螺纹，用于连接裂隙纵向定位杆。所述的裂隙纵向定位杆一侧沿垂直方向设有两个裂隙纵向定位杆锚固孔，锚固孔位置与所述的裂隙定位支架杆对应，所述的裂隙定位支架杆上端穿过所述的裂隙纵向定位杆锚固孔，并通过螺丝固定，将所述的裂隙纵向定位杆与所述的第一裂隙定位支架、第二裂隙定位支架连接。所述的裂隙纵向定位杆另一侧沿纵向设有T形贯通凹槽，凹槽上方设有刻度，作为所述的裂隙横向定位杆的滑槽并对其进行定位。所述的第一裂隙纵向定位杆、第二裂隙纵向定位杆平行布置且T形凹槽相对布置，并分别固定在第一裂隙定位支架、第二裂隙定位支架上。所述的裂隙横向定位杆两端设有横向定位杆滑块，分别卡在两裂隙纵向定位杆T形贯通凹槽之中。所述的横向定位杆下端设有贯通的T形凹槽，凹槽上方设有刻度，作为所述的裂隙角度定位装置的滑槽并对其进行定位。所述的裂隙角度定位装置由裂隙角度定位滑块、角度指针、角度刻度转盘和伸缩杆组成。通过所述的裂隙角度定位滑块卡在横向定位杆下端裂隙角度定位滑槽之中实现所述的角度定位装置和裂隙横向定位杆的连接。所述的裂隙角度定位滑块下端有固定方向的角度指针，指针下设有可随钢片一起转动的角度刻度盘，通过角度指针所确定的角度刻度盘角度，可以换算出钢片的角度。所述的角度刻度盘下方设有固定在其上的伸缩杆，通过伸缩杆可以调节钢片高低并固定钢片，且能让角度刻度转盘随钢片同轴转动。本专利技术通过裂隙定位支架将制作裂隙钢片悬挂于模具上方，并通过裂隙纵向定位杆和裂隙横向定位杆精确定位裂隙中心处的横纵坐标，通过角度定位装置精确调整裂隙角度。模具部件均采用不锈钢材料，且底板、裂隙定位支架、纵向定位杆之间均通过螺栓连接并固定，形成一个统一整体，增强系统稳定性。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：①裂隙位置精确定位。本专利技术裂隙制作装置通过纵向定位杆、横向定位杆、角度定位装置以及相应的刻度能对形成裂隙的钢片中心点横纵坐标以及角度进行精确定位，使得岩体裂隙形式制作与设计实现一致。通过上述装置能将裂隙的横纵坐标及角度控制在刻度读数误差以内，及横纵坐标误差控制在1mm以内，角度误差控制在1°以内。②控制裂隙偏离。现有技术钢片的插入方向没有固定，极易造成钢片在插入的过程中偏离垂直方向导致制样失败，本专利技术通过垂直伸缩杆控制钢片插入方向并实现钢片固定，能有效防止钢片在插入过程中偏离垂直方向的现象。由于伸缩杆具有较强的刚度，通过控制器垂直度可以完全控制钢片的垂直程度，试验表明，本装置可将裂隙的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置，它包括制样底板(1)、试样模具(2)、裂隙定位支架底板(3)、裂隙定位支架锚固螺栓(4)、裂隙定位支架杆(5)，裂隙纵向定位杆(6)、裂隙横向定位杆(7)、裂隙角度定位装置(8)、裂隙定位支架锚固孔(9)、裂隙纵向定位杆锚固孔(10)、T形贯通凹槽(12)、横向定位杆滑块(13)、裂隙角度定位滑槽(14)、裂隙角度定位滑块(15)，其特征在于：二组裂隙定位支架底板(3)平行布置与试样模具(2)的两侧，通过裂隙定位支架锚固螺栓(4)锚固在制样底板(1)上，四根裂隙定位支架杆(5)通过螺纹与裂隙定位支架底板(3)连接，二组裂隙纵向定位杆(6)分别与二组裂隙定位支架底板(3)平行布置并通过螺丝固定在四根裂隙定位支架杆(5)上，其中二组裂隙纵向定位杆(6)的凹槽相对布置，裂隙横向定位杆(7)通过两端的横向定位杆滑块(13)卡在二组裂隙纵向定位杆(6)的T形贯通凹槽(12)中，裂隙角度定位装置(8)由裂隙角度定位滑块(15)、角度指针(16)、角度刻度盘(17)和伸缩杆(18)组装，裂隙角度定位滑块(15)和角度指针(16)通过实心圆柱杆自带螺纹与角度刻度盘(17)连接，伸缩杆(18)固定在角度刻度盘(17)下端，裂隙角度定位装置(8)通过顶端裂隙角度定位滑块(15)卡在裂隙横向定位杆(7)下端的裂隙角度定位滑槽(14)中。...
【技术特征摘要】
1.一种相似材料岩体试样断续节理精确定位制作装置，它包括制样底板(1)、试样模具(2)、裂隙定位支架底板(3)、裂隙定位支架锚固螺栓(4)、裂隙定位支架杆(5)，裂隙纵向定位杆(6)、裂隙横向定位杆(7)、裂隙角度定位装置(8)、裂隙定位支架锚固孔(9)、裂隙纵向定位杆锚固孔(10)、T形贯通凹槽(12)、横向定位杆滑块(13)、裂隙角度定位滑槽(14)、裂隙角度定位滑块(15)，其特征在于：二组裂隙定位支架底板(3)平行布置与试样模具(2)的两侧，通过裂隙定位支架锚固螺栓(4)锚固在制样底板(1)上，四根裂隙定位支架杆(5)通过螺纹与裂隙定位支架底板(3)连接，二组裂隙纵向定位杆(6)分别与二组裂隙定位支架底板(3)平行布置并通过螺丝固定在四根裂隙定位支架杆(5)上，其中二组裂隙纵向定位杆(6)的凹槽相对布置，裂隙横向定位杆(7)通过两端的横向定位杆滑块(13)卡在二组裂隙纵向定位杆(6)的T形贯通凹槽(12)中，裂隙角度定位装置(8)由裂隙角度定位滑块(15)、角度指针(16)、角度刻度盘(17)和伸缩杆(18)组装，裂隙角度定位滑块(15)和角度指针(16)通过实心圆柱杆自带螺纹与角度刻度盘(17)连接，伸缩杆(18)固定在角度刻度盘(17)下端，裂隙角度定位装置(8)通过顶端裂隙角度定位滑块(15)卡在裂隙横...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘学伟，刘泉声，何军，刘建平，魏莱，雷广峰，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。