符合室内直剪试验要求的非规则原岩结构面试样的制作方法技术

一种符合试验要求的非规则外型原岩结构面的制作方法，选择模具尺寸，根据室内直剪试验要求及现场取得的非规则原岩结构面试样的形状和大小选择相应尺寸的模具；组装模具下盘、模具中、模具上盘并固定非规则原岩试样，在模具下盘内浇筑岩样下盘填充层；在模具中盘内形成结构面保护层；模具上盘内浇注岩样上盘填充层；并进行模具拆卸，浇筑的试样完全成型后，依次拆卸模具上盘、模具中盘和模具下盘；试样养护，待拆除后的试样放在恒温、恒湿的养护室内进行养护，直至达到养护龄期，取样后可进行室内直剪试验。本发明专利技术有效地制作出符合直剪试验要求的非规则原岩结构面试样，而且简单易行、操作方便、费用底、容易拆卸、便于试验研究。

Method for making irregular rock structure interview sample in line with indoor direct shear test requirement

A meet the test requirements of irregular shape of original rock structure of the production method, selection of die size, shape and size according to the selection of the die size corresponding indoor direct shear test requirements and site made of irregular rock sample structure; assembly mold mold, mold plate, a fixed and irregular rock sample. Pouring rock fill layer in the mold in the footwall footwall; form a surface protection layer in the mold disk; die casting in the hanging wall hanging rock filling layer; and removing the mold, pouring the sample completely after molding, mold, mold plate disassembly in the middle and lower mold; curing, after the demolition of the specimen to be placed in the maintenance the indoor constant temperature and humidity of the maintenance, until the curing period, after sampling for laboratory direct shear tests. The invention effectively produces the irregular rock structure interview sample which conforms to the requirements of the direct shear test, and has the advantages of simple operation, convenient operation, low cost, easy disassembly and convenient experimental study.

【技术实现步骤摘要】
符合室内直剪试验要求的非规则原岩结构面试样的制作方法
本专利技术涉及一种符合室内直剪试验要求的非规则原岩结构面试样的制作方法，适用于非规则原岩结构面抗剪强度特性的试验研究，属工程

技术介绍
岩体结构面为岩体中的断层、软弱层面、节理、软弱片理和软弱带等各种力学作用形成的破裂面和破裂带。由于原岩结构面取样难度大、成本高、周期长，造成结构面直剪试验常采用模型结构面来代替原岩结构面进行抗剪强度试验研究。模型结构面是根据原岩结构面的力学性质及表面形态等因素制作出与原岩结构面相似的试样用于直剪试验。由于岩石成因的复杂性以及原岩结构面表面形态的不确定性，通过相似材料依据相似比原理模拟制作的模型结构面试样与原岩结构面试样存在一定的差距，难以反映天然原岩结构面的固有物理力学特性。直剪试验要求原岩结构面试样的外部形状是规则的，通常是方形结构面试样。原岩结构面一般赋存于岩体中，需要经过现场选样、切割、送输等环节才能制成符合直剪试验要求的规则结构面试样，费用高、工期长、难度大。然而由于结构面赋存深度、产状及位置等因素的复杂性常常难以获得规则的标准尺寸结构面试样，相比而言，出露地表的非规则外形(如多边形等)的原岩结构面更易在现场获得，而非规则外形的原岩结构面难以直接开展直剪试验，需要进行外部形状的处理。为了更好测试原岩结构面的抗剪强度特性，需将非规则外型的原岩结构面转化为规则形状的标准尺寸结构面试样。
技术实现思路
为了解决非规则原岩结构面制样困难，无法直接开展直剪试验和资源利用率低等不足，本专利技术提供一种有效地制作出符合直剪试验要求的非规则原岩结构面试样，而且简单易行、操作方便、费用底、容易拆卸、便于试验研究的符合室内直剪试验要求的非规则原岩结构面试样的制作方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种符合试验要求的非规则外型原岩结构面的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：1)选择模具尺寸，根据室内直剪试验要求及现场取得的非规则原岩结构面试样的形状和大小选择相应尺寸的模具；2)组装模具下盘，首先将两个L形侧板通过模具下盘L形侧板连接件进行连接，然后将连接好的侧板通过模具下盘底板与侧板连接件与模具底板连接；3)组装模具中盘，首先通过旋转将模具中盘连接板与模具下盘侧板在同一垂直面内，然后通过旋转将第一模具中盘连接板与第二模具中盘连接板契合，并通过模具中盘侧板连接件将模具中盘四个侧板连接；4)组装模具上盘，首先将两个上盘L形侧板通过模具上盘L形侧板连接件进行连接，最终形成无底无顶的方形盒；5)固定非规则原岩试样，首先将非规则原岩试样置于模具中盘的中心位置，然后通过原岩固定件固定非规则原岩试样的位置，使之在模具中盘的中心位置；6)根据实际情况选择岩样上、下盘填充层的现浇材料，然后开始制作岩样下盘填充层；7)在模具下盘内浇筑下盘填充材料，其高度与模具下盘的上表面一致，浇筑的填充层作为岩样下盘填充层；8)待岩样下盘填充层达到试验强度要求后，将模具上盘通过模具上盘定位连接件与模具中盘连接，然后向模具中盘内填满保护材料，形成结构面保护层；9)浇筑模具上盘内的混凝土，向模具上盘内浇筑上盘填充材料，浇筑的填充层即为岩样上盘填充层；10)模具拆卸，待浇筑的试样完全成型后，依次拆卸模具上盘、模具中盘和模具下盘；11)试样养护，待拆除后的试样放在恒温、恒湿的养护室内进行养护，直至达到养护龄期，取样后可进行室内直剪试验。进一步，所述步骤5)中，所述的原岩固定件包括固定端、螺纹杆、螺帽和端部橡胶垫，所述固定端位于原岩固定件的端部，通过端部橡胶垫作用于非规则原岩试样上使得固定端与非规则原岩试样紧密接触，所述螺纹杆的一端与固定端连接，所述螺纹杆的另一端穿过模具中盘；螺纹杆的端部放置端部橡胶垫，将螺纹杆穿过模具中盘的四个侧板，并将螺帽旋转到螺纹杆的设定位置，通过旋转螺帽调节模具内螺纹杆的长度来固定非规则原岩试样的位置，使之在模具中盘的中心位置。再进一步，所述步骤10)中，首先通过模具上盘L型侧板连接件对模具上盘进行拆除；然后对模具中盘进行拆除，拆除模具中盘时首先拆除原岩固定件，然后通过模具中盘侧板连接件拆除模具中盘连接板与模具中盘连接板之间的连接；最后拆除模具下盘，拆除模具下盘时首先通过底板与侧板连接件拆除模具下盘底板与侧板的连接，然后通过模具下盘L型侧板连接件拆除模具下盘侧板之间的连接。本专利技术的有益效果主要表现在：能够制作出标准尺寸和外型的原岩结构面。该制作法具有如下优点：1、本专利技术的制作模具与制样方法适用范围广泛，适用于各种不规则外型及非标准尺寸的原岩结构面制作。2、本专利技术的制作模具与制样方法克服了原岩结构面因为形状不规则无法开展直剪试验的缺点，本专利技术能制作出标准外型的原岩结构面试样。3、本专利技术的制作模具与制作方法简单易行、操作方便、价格低廉，容易拆卸，便于试验研究。4、本专利技术操作方法简便，试验人员熟悉制作流程后即可完成。5、本模具制作出的标准外型的原岩结构面试样，用于直剪试验时，剪切的对象为未破坏的原岩结构面，能够直接反映出原岩结构面的性质。附图说明图1为规则外型原岩结构面制作方法图；图2为1-1剖面图；图3为原岩固定件详图；图4为模具下盘俯视图；图5为模具下盘L型侧板详图；图6为模具下盘底板俯视图；图7为模具中下盘三维图；图8为模具中下盘剖面图；图9为模具中盘俯视图；图10为模具中盘的分解侧板详图，其中，(a)是第一模具中盘连接板的示意图，(b)是第二模具中盘连接板的示意图；图11为模具上盘俯视图；图12为模具上盘L型侧板详图；其中：1为非规则原岩试样、2为结构面、3为模具下盘、31为模具下盘L型侧板、32为模具下盘L型侧板连接件、321为连接件、322为螺纹杆、323为螺帽、33为模具下盘底板与侧板连接件、331为连接件、332为螺纹杆、333为螺帽、334为连接耳、34为底板、4为模具中盘、41为第一模具中盘连接板、42为第二模具中盘连接板、43为模具中盘侧板连接件、44为模具上盘定位连接件、5为铰链、6为原岩固定件、61为固定端、62为螺纹杆、63为螺帽、7为模具上盘、71为模具上盘L型侧板、72为模具上盘L型侧板连接件、8为岩样下盘填充层、9为结构面保护层、10为岩样上盘填充层。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12，一种符合试验要求的非规则外型原岩结构面的制作方法，所述方法包括以下步骤：1)选择模具尺寸。根据室内直剪试验要求及现场取得的非规则原岩结构面试样的形状和大小选择相应尺寸的模具。2)组装模具下盘3。首先将两个L形侧板31通过模具下盘L形侧板连接件32进行连接，然后将连接好的侧板通过模具下盘底板与侧板连接件33与模具底板34连接。3)组装模具中盘4。首先通过旋转将模具中盘连接板41与模具下盘侧板在同一垂直面内，然后通过旋转将模具中盘连接板42与模具中盘连接板41契合，并通过模具中盘侧板连接件43将模具中盘四个侧板连接牢固。4)组装模具上盘7。首先将两个L形侧板71通过模具上盘L形侧板连接件72进行连接，最终形成无底无顶的方形盒。5)固定非规则原岩试样1。首先将非规则原岩试样1置于模具中盘4的中心位置，然后选择合适长度的螺纹杆62，在螺纹杆62的端部放置端部橡胶垫，以便使螺纹杆62的端部与非规则原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种符合试验要求的非规则外型原岩结构面的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：1)选择模具尺寸，根据室内直剪试验要求及现场取得的非规则原岩结构面试样的形状和大小选择相应尺寸的模具；2)组装模具下盘，首先将两个L形侧板通过模具下盘L形侧板连接件进行连接，然后将连接好的侧板通过模具下盘底板与侧板连接件与模具底板连接；3)组装模具中盘，首先通过旋转将模具中盘连接板与模具下盘侧板在同一垂直面内，然后通过旋转将第一模具中盘连接板与第二模具中盘连接板契合，并通过模具中盘侧板连接件将模具中盘四个侧板连接；4)组装模具上盘，首先将两个上盘L形侧板通过模具上盘L形侧板连接件进行连接，最终形成无底无顶的方形盒；5)固定非规则原岩试样，首先将非规则原岩试样置于模具中盘的中心位置，然后通过原岩固定件固定非规则原岩试样的位置，使之在模具中盘的中心位置；6)根据实际情况选择岩样上、下盘填充层的现浇材料，然后开始制作岩样下盘填充层；7)在模具下盘内浇筑下盘填充材料，其高度与模具下盘的上表面一致，浇筑的填充层作为岩样下盘填充层；8)待岩样下盘填充层达到试验强度要求后，将模具上盘通过模具上盘定位连接件与模具中盘连接，然后向模具中盘内填满保护材料，形成结构面保护层；9)浇筑模具上盘内的混凝土，向模具上盘内浇筑上盘填充材料，浇筑的填充层即为岩样上盘填充层；10)模具拆卸，待浇筑的试样完全成型后，依次拆卸模具上盘、模具中盘和模具下盘；11)试样养护，待拆除后的试样放在恒温、恒湿的养护室内进行养护，直至达到养护龄期，取样后可进行室内直剪试验。...

【技术特征摘要】
1.一种符合试验要求的非规则外型原岩结构面的制作方法，其特征在于：所述制作方法包括以下步骤：1)选择模具尺寸，根据室内直剪试验要求及现场取得的非规则原岩结构面试样的形状和大小选择相应尺寸的模具；2)组装模具下盘，首先将两个L形侧板通过模具下盘L形侧板连接件进行连接，然后将连接好的侧板通过模具下盘底板与侧板连接件与模具底板连接；3)组装模具中盘，首先通过旋转将模具中盘连接板与模具下盘侧板在同一垂直面内，然后通过旋转将第一模具中盘连接板与第二模具中盘连接板契合，并通过模具中盘侧板连接件将模具中盘四个侧板连接；4)组装模具上盘，首先将两个上盘L形侧板通过模具上盘L形侧板连接件进行连接，最终形成无底无顶的方形盒；5)固定非规则原岩试样，首先将非规则原岩试样置于模具中盘的中心位置，然后通过原岩固定件固定非规则原岩试样的位置，使之在模具中盘的中心位置；6)根据实际情况选择岩样上、下盘填充层的现浇材料，然后开始制作岩样下盘填充层；7)在模具下盘内浇筑下盘填充材料，其高度与模具下盘的上表面一致，浇筑的填充层作为岩样下盘填充层；8)待岩样下盘填充层达到试验强度要求后，将模具上盘通过模具上盘定位连接件与模具中盘连接，然后向模具中盘内填满保护材料，形成结构面保护层；9)浇筑模具上盘内的混凝土，向模具上盘内浇筑上盘填充材料，浇筑的填充...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗战友，邹宝平，陶燕丽，吴李泉，李超，李棋，祝行，莫林飞，熊志强，陈超，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