含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具制造技术

一种含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，所述模具包括底板、拼接侧板、隔板和固线板，所述拼接侧板、隔板均安装在底板上，所述固线板的一端与一个拼接侧板连接，所述固线板的另一端与相邻的另一个拼接侧板连接，所述拼接侧板相对设置，所述隔板相对设置，两块隔板的两端分别与拼接侧板固定连接，拼接侧板与隔板围成浇注试样的空间；所述固线板上有用来固定水溶线的预留圆孔，所述预留圆孔内部刻有螺纹，带帽螺栓安装在所述预留圆孔内，带帽螺栓分为固线螺栓和塞孔螺栓，所述固线螺栓中间设有孔隙，水溶线穿过所述孔隙固定在螺栓外部。本实用新型专利技术原理简单、操作方便、精度高、充分考虑多尺寸、多角度和不同空间位置的含内置裂隙。

【技术实现步骤摘要】
含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具
本技术涉及含裂隙岩石模型试样制作模具，尤其是一种多尺寸岩石模型试样制作模具。
技术介绍
岩石中内部裂隙的存在破坏了自身的完整性和连续性。由于岩石中所含裂隙的个数、角度和空间位置的不同，导致了岩石的强度和变形特性存在明显的差异性。因此开展岩石裂隙扩展及其破坏机理研究是至关重要的。由于天然岩石内部裂隙非常复杂，试验研究中一般采用岩石裂隙相似模型试件，通过加入预制裂隙来模拟原岩。目前，模拟裂隙的材料为聚酯薄膜、牛皮纸、金属片或水溶纸，内部裂隙是通过固定器固定在模具上；通常裂隙的倾角为30°、45°和60°，预制裂隙以单裂隙为主。上述现有技术解决了裂隙岩石模型的制作问题，主要还存在如下不足：(1)裂隙角度设置相对较少，一般只采用一些特征性角度(0°、30°、45°、60°等)来模拟原岩；(2)较少考虑模具中预制裂隙不同空间位置的设置；(3)内置裂隙以单裂隙为主，较少设置双裂隙、多裂隙；(4)模型试样尺寸相对单一，较少涉及多尺寸岩石预制裂隙的模型试样。
技术实现思路
为了克服现有在试样制作时不能调节任意裂隙角度和准确定位空间位置的不足，本技术提供一种原理简单、操作方便、精度高、充分考虑多尺寸、多角度和不同空间位置的含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，所述模具包括底座、拼接侧板、隔板和固线板，所述拼接侧板、隔板均安装在底座上，所述固线板的一端与一个拼接侧板连接，所述固线板的另一端与相邻的另一个拼接侧板连接，所述拼接侧板相对设置，所述隔板相对设置，两块隔板的两端分别与拼接侧板固定连接，拼接侧板与隔板围成浇注试样的空间；所述固线板上有用来固定水溶线的预留圆孔，所述预留圆孔内部刻有螺纹，带帽螺栓安装在所述预留圆孔内，带帽螺栓分为固线螺栓和塞孔螺栓，所述固线螺栓中间设有孔隙，水溶线穿过所述孔隙固定在螺栓外部。进一步，所述模具还包括用于限制固线板在试验过程中的移动的限位板，所述限位板卡接在一个拼接侧板、固线板和另一个拼接侧板的上端。再进一步，所述拼接侧板的侧面设有纵向卡槽，所述固线板的两侧设有纵向卡扣，所述纵向卡扣与所述纵向卡槽匹配。更进一步，所述拼接侧板包括两块端侧板和中侧板，两块端侧板分别位于所述中侧板的两侧，端侧板与中侧板之间均设置所述固线板。所述拼接侧板、隔板和固线板固定在底座的安装槽内。所述底座外侧设有连接杆，所述连接杆设有双头螺栓，双头螺栓穿过隔板并与夹紧螺栓固定连接。本技术的有益效果主要表现在：(1)整个模具拼接而成，构造简单，拆装方便。整体采用轻质铝合金材料，自重轻，便于搬运。(2)通过拼接不同尺寸侧板来满足多尺寸模型试样制作。(3)巧妙地利用固线板上的预留孔设置裂隙的多角度，改变固线板位置定位裂隙不同空间位置。(4)能够满足试验要求布置单一裂隙、双裂隙以及交叉裂隙，达到充分考虑岩石裂隙的分布要求。附图说明图1为本技术100mm×100mm×100mm岩石试样模具的俯视示意图；图2为本技术100mm×100mm×200mm岩石试样模具的俯视示意图；图3为本技术100mm×100mm×500mm岩石试样模具的俯视示意图；图4为本技术端模板、中部模板的俯视示意图，上部分为端模板、下部分为中部模板；图5为本技术固线板的示意图，左边部分为主视图，右边部分为侧视图；图6为本技术限位板示意图，左边部分为主视图，右边部分为侧视图；图7为本技术蝴蝶螺母示意图，左边部分为主视图，右边部分为侧视图；图8为本技术固线螺栓、塞孔螺栓示意图；图9为预制裂隙于中部不同角度布置示意图；图10为预制裂隙于上部不同角度布置示意图；图11为预制裂隙于下部不同角度布置示意图；图12为水溶线固定和带帽螺栓布置图；图中：1为夹紧螺栓，2为底座，3为双头螺栓，4为隔板，5为端侧板，6为限位板，7为固线板，8为中侧板，9为螺栓孔，10为纵向卡槽，11为固线板槽。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。参照图1～图11，一种含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，由底座2、拼接侧板、固线板7、隔板4、限位板6和双头螺栓3等构成。模具侧板由若干拼接侧板组成，位于底座前后，拼接时预留缝对称分布于整个模具。固线板7位于预留缝两边侧板端部的纵向卡槽内，固线板上有预留圆孔，用来固定水溶线。固线板主体尺寸是10mm×10mm×100mm，外缘尺寸10mm×5mm×100mm，在外缘上凸出1mm×1mm×100mm的附加尺寸，起固定固线板两侧相连的侧板。圆孔内部刻有螺纹，可以连接带帽螺栓。带帽螺栓分为固线螺栓和塞孔螺栓。固线螺栓中间有1mm左右的孔隙，水溶线可以穿过螺栓固定在螺栓外部。塞孔螺栓起保护作用，防止岩石相似材料外流。限位板6位于固线板上，主要起限制固线板在试验过程中的移动。其主体尺寸长30mm，宽12mm，内壁宽1mm。拼接侧板分为端侧板中侧板两种类型。端侧板位于侧板两端，其主体尺寸为75mm×10mm×100mm，端侧板一边设有纵向卡槽，连接固线板，一边有预留d＝10mm的圆孔，便于穿过螺栓杆。中侧板位于侧板中部，其主体尺寸为90mm×10mm×100mm。中侧板两边都设有纵向卡槽，用于连接固线板，通过这两类侧板的拼接实现多尺寸试样制作。底座2外侧有连接杆，连接杆可旋转。采用双头螺栓3连接，将其拧紧，从而固定整个模具。本试验中所用裂隙模拟材料为水溶纸，裂隙固定材料为水溶线。水溶纸6mm宽，30mm长，水溶纸上孔洞距离水溶纸边缘5mm，并处于中间位置；水溶线的直径1mm。通过选择不同类型的拼接侧板组装实现多尺寸试样制作。该模具可实现100mm×100mm×100mm、100mm×100mm×200mm、100mm×100mm×300mm、100mm×100mm×400mm、100mm×100mm×500mm等5种规格。主要拼接方法如下：(1)100mm×100mm×100mm规格两块端侧板和一个固线板拼接形成100mm×100mm×100mm模具尺寸的侧板；(2)100mm×100mm×200mm规格两块端侧板、一块中侧板和两个固线板拼接形成100mm×100mm×200mm模具尺寸的侧板；(3)100mm×100mm×300mm规格两块端侧板、两块中侧板和三个固线板拼接形成100mm×100mm×300mm模具尺寸的侧板；(4)100mm×100mm×400mm规格两块端侧板、三块中侧板和四个固线板拼接形成100mm×100mm×400mm模具尺寸的侧板；(5)100mm×100mm×500mm规格两块端侧板、四块中侧板和五个固线板拼接形成100mm×100mm×500mm模具尺寸的侧板；多角度、多空间位置实现：固线板上有预留圆孔，共19个，分布在固线板上下。10孔一组为中部裂隙角度设置区，9孔一组为上部和下部裂隙角度设置区。通过改变固线板位置的方法来实现不同空间，为上部裂隙、中部裂隙、下部裂隙3种空间位置；孔与孔之间水溶线的连接实现多角度，不同空间位置角度种类不同。主要操作方法如下：(1)模具组装时一侧固线板正放置、一侧固线板反放置，实现中部预制裂隙，可实现0°本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，其特征在于：所述模具包括底座、拼接侧板、隔板和固线板，所述拼接侧板、隔板均安装在底座上，所述固线板的一端与一个拼接侧板连接，所述固线板的另一端与相邻的另一个拼接侧板连接，所述拼接侧板相对设置，所述隔板相对设置，两块隔板的两端分别与拼接侧板固定连接，拼接侧板与隔板围成浇注试样的空间；所述固线板上有用来固定水溶线的预留圆孔，所述预留圆孔内部刻有螺纹，带帽螺栓安装在所述预留圆孔内，带帽螺栓分为固线螺栓和塞孔螺栓，所述固线螺栓中间设有孔隙，水溶线穿过所述孔隙固定在螺栓外部。

【技术特征摘要】
1.一种含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，其特征在于：所述模具包括底座、拼接侧板、隔板和固线板，所述拼接侧板、隔板均安装在底座上，所述固线板的一端与一个拼接侧板连接，所述固线板的另一端与相邻的另一个拼接侧板连接，所述拼接侧板相对设置，所述隔板相对设置，两块隔板的两端分别与拼接侧板固定连接，拼接侧板与隔板围成浇注试样的空间；所述固线板上有用来固定水溶线的预留圆孔，所述预留圆孔内部刻有螺纹，带帽螺栓安装在所述预留圆孔内，带帽螺栓分为固线螺栓和塞孔螺栓，所述固线螺栓中间设有孔隙，水溶线穿过所述孔隙固定在螺栓外部。2.如权利要求1所述的含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，其特征在于：所述模具还包括用于限制固线板在试验过程中的移动的限位板，所述限位板卡接在一个拼接侧板、...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪陈杰，黄曼，杜时贵，马成荣，夏才初，罗战友，高佳颖，李博，吕原君，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33