含有软弱夹层且具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具制造技术

一种含有软弱夹层且具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具，包括底板、左前侧板、左后侧板、右前侧板、右后侧板、左侧板、右侧板、底部伸缩板、侧部伸缩板、顶部伸缩板、左侧结构面面板、右侧结构面面板和填充块。本发明专利技术能解决软弱夹层的铺设困难以及软弱夹层多种侧限约束的难题，且在直剪试验过程中能够实现先法向加载再水平向加载的试验条件。

【技术实现步骤摘要】
含有软弱夹层且具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具
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具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具。
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。工程中含有软弱夹层的结构面分为法向加载和切向加载，分别对应于不同的侧限约束条件。法向加载条件下可以有5种侧限约束形式：1)四侧全侧限约束，限制软弱夹层的挤出；2)四侧全自由，可以让软弱夹层自由挤出；3)三侧全侧限约束，一侧自由，允许软弱夹层从一侧挤出；4)二侧全侧限约束，二侧自由，允许软弱夹层从自由侧挤出；5)一侧全侧限限约束，三侧自由，允许软弱夹层从三侧自由侧挤出。在切向加载条件下，由于剪切方向要发生位移，需要在剪切方向无约束，为自由边界条件，在与剪切方向相垂直的方向也有3种侧限约束形式：1)二侧全侧限约束，限制软弱夹层的在这两侧挤出；2)二侧全自由，可以让软弱夹层自由挤出；3)一侧全侧限约束，一侧自由，允许软弱夹层从一侧自由侧挤出。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不但需要与现场相一致的软弱夹层约束条件，且能实现试样先法向压缩后水平向剪切的试验条件。而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，难以与现场的约束条件相一致，且法向压缩过程和水平向剪切过程中软弱夹层难以保持与现场相一致的约束状态。
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具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具，能解决软弱夹层的铺设困难以及软弱夹层多种侧限约束的难题，且在直剪试验过程中能够实现先法向加载再水平向加载的试验条件。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具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具，包括底板、左前侧板、左后侧板、右前侧板、右后侧板、左侧板、右侧板、底部伸缩板、侧部伸缩板、顶部伸缩板、左侧结构面面板、右侧结构面面板和填充块；所述的底板为两侧具有滑槽的板状结构，底板截面呈“山”字型，在底板顶面中间部位留有凹槽，用于放置底部伸缩板，所述底板侧边固定侧板；所述的左前侧板和左后侧板为大小相同的两块侧板，其与底板相连接；所述的右前侧板和右后侧板为大小相同的两块侧板，将其与底板相连接，所述的右前侧板和右后侧板的侧边均带有侧部伸缩板定位柱，用以固定侧部伸缩板；所述的左侧板与左前侧板、左后侧板和底板相连接，作为固定侧板，所述的右侧板与右前侧板、右后侧板和底板相连接；所述左前侧板、左后侧板，右前侧板、右后侧板、左侧板和右侧板共同形成模型试样的制样腔室；所述的底部伸缩板放置在底板上的凹槽内，底部伸缩板带有底部伸缩板滑块，底部伸缩板滑块可在底部伸缩板滑槽内进行滑动并固定，在组装模具的时候，将底部伸缩板滑块滑到顶端并固定，并在底部伸缩板滑块滑出之后的空隙处放置填充块；在法向加载和切向加载试验过程中，根据具体侧限需要，将底部伸缩板滑块滑动到所要求的位置；所述的侧部伸缩板分为前侧伸缩板和后侧伸缩板两块大小相同的伸缩板，对称放置在底板两侧，侧部伸缩板带有侧部伸缩板滑块，侧部伸缩板滑块可在侧部伸缩板滑槽内进行滑动并固定，在组装模具的时候，将侧部伸缩板滑块滑到顶端并固定，并在与底板之间的空隙内放置固定尺寸的填充块；在法向和切向加载试验过程中，将侧部伸缩板滑块滑动到所要求的位置；所述的顶部伸缩板与侧部伸缩板相固定，顶部伸缩板带有顶部伸缩板滑块，顶部伸缩板滑块可在顶部伸缩板滑槽内进行滑动，在拼装模具的时候，将顶部伸缩板滑块滑到底端并固定，以保证试样和软弱夹层浇筑的顺利进行；在法向和切向加载试验过程中，可根据具体侧限需要，将顶板伸缩板滑块滑动到所要求的位置并固定；所述的左侧结构面面板为左侧试样的结构面面板，左侧结构面面板两侧固定在填充块上；所述的右侧结构面面板为右侧试样的结构面面板，右侧结构面面板两侧固定在填充块上。进一步，所述底板中，在凹槽内有方形小槽，用于放置底部伸缩板中底部伸缩板滑块尾部伸出段和底部伸缩板滑块固定螺栓，所述底板侧边有用于固定侧板的孔位。再进一步，所述的左前侧板和左后侧板利用前后左侧板固定螺栓将其与底板相连接；所述的右前侧板和右后侧板利用前后右侧板固定螺栓将其与底板相连接；所述的左侧板利用左侧板固定螺栓将其与左前侧板、左后侧板和底板相连接；所述的右侧板利用右侧板固定螺栓将其与右前侧板、右后侧板和底板相连接。更进一步，底部伸缩板底部侧面有底部伸缩板固定孔位，利用底部伸缩板固定螺栓将其与侧部伸缩板相固定。底部伸缩板底部正面带有与模型试样相连接的加固筋，用以与模型试样能够可靠的连接。侧部伸缩板底部有侧部伸缩板定位孔，与右前侧板和右后侧板的定位柱相连接，达到固定侧部伸缩板的目的；侧部伸缩板底部侧面有固定底部伸缩板的孔位，设置在侧部伸缩板底部侧面左侧；侧部伸缩板底部侧面有固定顶部伸缩板的孔位，设置在侧部伸缩板底部侧面右侧。侧部伸缩板底部正面带有与模型试样相连接的加固筋，用以与模型试样能够更好的连接。所述的顶部伸缩板利用顶部伸缩板固定螺栓，通过顶部伸缩板固定孔位将其与侧部伸缩板相固定。顶部伸缩板底部正面带有与模型试样相连接的加固筋，用以与模型试样能够可靠的连接。所述的左侧结构面面板两侧带有固定孔位，利用左侧结构面面板固定螺栓将左侧结构面面板固定在填充块上。所述的右侧结构面面板两侧带有固定孔位，利用右侧结构面面板固定螺栓将右侧结构面面板固定在填充块上。本专利技术的技术构思为：本专利技术给出了一种含有软弱夹层且具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具，能够方便快速完成对含有软弱夹层结构面模型的制作，具有操作方便、效果好、造价低、高效快捷等优点。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)模型试样与软弱夹层共同在模具中制作成型，实现模型试样制作与软弱夹层制作一体化；(3)结构面模型试样在法向加载和切向加载下能实现多种不同的侧限约束条件。法向加载条件下可以实现5种侧限约束形式：1)四侧全侧限约束，限制软弱夹层的挤出；2)四侧全自由，可以让软弱夹层自由挤出；3)三侧全侧限约束，一侧自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有软弱夹层且具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具，其特征在于：包括底板、左前侧板、左后侧板、右前侧板、右后侧板、左侧板、右侧板、底部伸缩板、侧部伸缩板、顶部伸缩板、左侧结构面面板、右侧结构面面板和填充块；所述的底板为两侧具有滑槽的板状结构，底板截面呈“山”字型，在底板顶面中间部位留有凹槽，用于放置底部伸缩板，所述底板侧边固定侧板；所述的左前侧板和左后侧板为大小相同的两块侧板，其与底板相连接；所述的右前侧板和右后侧板为大小相同的两块侧板，将其与底板相连接，所述的右前侧板和右后侧板的侧边均带有侧部伸缩板定位柱，用以固定侧部伸缩板；所述的左侧板与左前侧板、左后侧板和底板相连接，作为固定侧板，所述的右侧板与右前侧板、右后侧板和底板相连接；所述左前侧板、左后侧板，右前侧板、右后侧板、左侧板和右侧板共同形成模型试样的制样腔室；所述的底部伸缩板放置在底板上的凹槽内，底部伸缩板带有底部伸缩板滑块，底部伸缩板滑块可在底部伸缩板滑槽内进行滑动并固定，在组装模具的时候，将底部伸缩板滑块滑到顶端并固定，并在底部伸缩板滑块滑出之后的空隙处放置填充块；在法向加载和切向加载试验过程中，根据具体侧限需要，将底部伸缩板滑块滑动到所要求的位置；所述的侧部伸缩板分为前侧伸缩板和后侧伸缩板两块大小相同的伸缩板，对称放置在底板两侧，侧部伸缩板带有侧部伸缩板滑块，侧部伸缩板滑块可在侧部伸缩板滑槽内进行滑动并固定，在组装模具的时候，将侧部伸缩板滑块滑到顶端并固定，并在与底板之间的空隙内放置固定尺寸的填充块；在法向和切向加载试验过程中，将侧部伸缩板滑块滑动到所要求的位置；所述的顶部伸缩板与侧部伸缩板相固定，顶部伸缩板带有顶部伸缩板滑块，顶部伸缩板滑块可在顶部伸缩板滑槽内进行滑动，在拼装模具的时候，将顶部伸缩板滑块滑到底端并固定，以保证试样和软弱夹层浇筑的顺利进行；在法向和切向加载试验过程中，可根据具体侧限需要，将顶板伸缩板滑块滑动到所要求的位置并固定；所述的左侧结构面面板为左侧试样的结构面面板，左侧结构面面板两侧固定在填充块上；所述的右侧结构面面板为右侧试样的结构面面板，右侧结构面面板两侧固定在填充块上。...

【技术特征摘要】
1.一种含有软弱夹层且具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具，其特征在于：包括底板、左前侧板、左后侧板、右前侧板、右后侧板、左侧板、右侧板、底部伸缩板、侧部伸缩板、顶部伸缩板、左侧结构面面板、右侧结构面面板和填充块；所述的底板为两侧具有滑槽的板状结构，底板截面呈“山”字型，在底板顶面中间部位留有凹槽，用于放置底部伸缩板，所述底板侧边固定侧板；所述的左前侧板和左后侧板为大小相同的两块侧板，其与底板相连接；所述的右前侧板和右后侧板为大小相同的两块侧板，将其与底板相连接，所述的右前侧板和右后侧板的侧边均带有侧部伸缩板定位柱，用以固定侧部伸缩板；所述的左侧板与左前侧板、左后侧板和底板相连接，作为固定侧板，所述的右侧板与右前侧板、右后侧板和底板相连接；所述左前侧板、左后侧板，右前侧板、右后侧板、左侧板和右侧板共同形成模型试样的制样腔室；所述的底部伸缩板放置在底板上的凹槽内，底部伸缩板带有底部伸缩板滑块，底部伸缩板滑块可在底部伸缩板滑槽内进行滑动并固定，在组装模具的时候，将底部伸缩板滑块滑到顶端并固定，并在底部伸缩板滑块滑出之后的空隙处放置填充块；在法向加载和切向加载试验过程中，根据具体侧限需要，将底部伸缩板滑块滑动到所要求的位置；所述的侧部伸缩板分为前侧伸缩板和后侧伸缩板两块大小相同的伸缩板，对称放置在底板两侧，侧部伸缩板带有侧部伸缩板滑块，侧部伸缩板滑块可在侧部伸缩板滑槽内进行滑动并固定，在组装模具的时候，将侧部伸缩板滑块滑到顶端并固定，并在与底板之间的空隙内放置固定尺寸的填充块；在法向和切向加载试验过程中，将侧部伸缩板滑块滑动到所要求的位置；所述的顶部伸缩板与侧部伸缩板相固定，顶部伸缩板带有顶部伸缩板滑块，顶部伸缩板滑块可在顶部伸缩板滑槽内进行滑动，在拼装模具的时候，将顶部伸缩板滑块滑到底端并固定，以保证试样和软弱夹层浇筑的顺利进行；在法向和切向加载试验过程中，可根据具体侧限需要，将顶板伸缩板滑块滑动到所要求的位置并固定；所述的左侧结构面面板为左侧试样的结构面面板，左侧结构面面板两侧固定在填充块上；所述的右侧结构面面板为右侧试样的结构面面板，右侧结构面面板两侧固定在填充块上。2.如权利要求1所述的含有软弱夹层且具有多种侧限约束形式的一体化结构面模型制作模具，其特征在于：所述底板中，在凹槽内有方形小槽，用用于放置底部伸缩板中底部伸缩...

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