一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置包括基座、节理试件固定装置、齿轮推进系统和量测系统。基座由一块底板、六根立柱、两根横梁组成。固定装置包括固定挡板系统、可移动挡板系统、紧固螺杆和锁止装置，固定挡板系统由两块侧挡板、一块端部挡板和固定底板组成，可移动挡板系统由两块侧挡板和一块可移动底板组成，紧固螺杆通过蝶形螺母分别固定在固定挡板系统的侧板中部和可移动挡板系统的侧板距右端1/3处，锁止装置可沿横梁自由滑动。齿轮推进系统包括手摇手柄、齿轮轴和直线齿条导轨，量测系统包括磁力表座和百分表。

【技术实现步骤摘要】
一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置和方法
本专利技术涉及的是岩石力学试验领域，具体涉及一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置和方法。
技术介绍
由于风化、侵蚀等物理作用和节理岩壁间剪切错动的影响，岩石节理中将产生一定厚度的充填物，形成充填岩石节理，其在天然岩体中是广泛存在的。在边坡、大坝、地下洞室等岩体工程中，充填节理是岩体中的弱面，显著地影响着岩体的强度，在很大程度上对岩体工程的稳定性起着控制作用。因此，开展充填岩石节理剪切力学特性试验研究是岩体工程建设的迫切需求。开展试验研究就需要大批量制备充填岩石节理试件。由于天然充填岩石节理试件具有现场取样困难、成本高且试件具有离散性的不足，要获取大批量的天然充填岩石节理试件十分困难，同时天然充填岩石节理试件上下表面间充填介质厚度的精确量测也十分困难。通过类岩石相似材料制备与实际岩石节理具有相同岩石强度和表面形貌特征的人工模拟岩石节理试件，是目前岩石力学界获取室内试验所需大批量岩石节理试件普遍采用的制样方法。但是如何精确控制填入人工模拟岩石节理试件上下表面间的充填介质厚度，得到具有不同充填度的人工模拟充填岩石节理试件，特别是对于具有粗糙表面的天然岩石节理，到目前还没有比较好的制样装置和方法。
技术实现思路
专利技术目的：为了实现人工模拟粗糙岩石节理试件充填度的精确控制，得到具有不同充填度的人工模拟充填岩石节理试件，为开展充填岩石节理剪切力学特性试验研究提供试样，本专利技术提出了一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置和方法。技术方案：为了实现上述目的，本专利技术提供了一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，包括基座、节理试件固定装置、齿轮推进系统和量测系统；所述基座包括底板、立柱和带凹槽轨道的横梁，其特征在于横梁通过立柱固定在底板上；所述节理试件固定装置包括固定挡板系统、可移动挡板系统、紧固螺杆和锁止装置，其特征在于紧固螺杆分别设置在固定挡板系统和可移动挡板系统的侧板上，锁止装置可沿横梁自由滑动；所述齿轮推进系统包括手摇手柄、齿轮轴和直线齿条导轨，其特征在于直线齿条导轨通过螺栓与节理试件固定装置可移动挡板系统的底板固定连接；所述量测系统包括磁力表座和百分表，其特征在于精确量测节理试件上下两部分的分离距离。进一步，所述基座由一块底板、六根立柱、两根横梁组成，底板和立柱以及横梁和立柱均通过内六角螺钉连接，形成稳固的整体。进一步，所述固定挡板系统由两块侧挡板、一块端部挡板和固定底板组成，端部挡板通过十字沉头螺钉与侧挡板和固定底板相连，固定底板通过内六角螺钉与底座横梁和立柱连接在一起。进一步，所述可移动挡板系统由两块侧挡板和一块可移动底板组成，两侧侧挡板通过十字沉头螺钉与可移动底板相连，可移动底板底面通过内六角螺钉固定有直线齿轮导轨。进一步，所述紧固螺杆通过蝶形螺母分别固定在固定挡板系统的侧板中部和可移动挡板系统的侧板距右端1/3处。进一步，所述锁止装置靠人力旋转蝶形螺母放松或锁紧装置，锁止装置锁止片向上倾斜，坡度为0.1，向内旋转蝶形螺母，锁止片的斜凸部前进挤压横梁，锁紧装置。进一步，所述齿轮推进系统的齿轮轴安放在中间立柱上，并与固定在可移动底板底面的直线齿轮导轨精密啮合，通过手柄的正、反向转动可实现节理试件上下两部分的相对运动。一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验方法，包括以下步骤：准备工作、安装节理试件、安装量测系统、确定充填介质厚度。a.准备工作，通过反向转动手柄移动可移动挡板系统，使之与固定挡板系统拼结在一起，通过锁止装置锁定可移动挡板系统；b.安装节理试件，先将节理试件上半部分放平，沿固定挡板系统底板轻轻推进直至节理试件上半部分端面抵住端部挡板，再将节理试件下半部分放平并沿可移动挡板系统底板轻轻推动直至节理试件上下部分紧密吻合，然后拧紧紧固螺杆保证节理试件上下两部分与固定装置侧板紧密结合，松开锁止装置反向轻微转动手柄使节理试件上下两部分完全吻合后，再次锁定锁止装置；c.安装量测系统，将磁力表座固定在基座底板上表面，调整磁力表座位置使百分表测头位于节理试件下半部分端面的中心位置；d.确定充填介质厚度，松开锁止装置，正向转动手柄，在齿轮作用下节理试件下半部分随可移动挡板系统一起发生背离节理试件上半部分的位移，通过数显百分表观测位移数值，当达到预设位移值时锁定锁止装置，此时的位移读数即为充填介质厚度。有益效果及优点①本专利技术可以实现保持上下表面不发生错位情况下岩石节理试件张开度的精确调节。②本专利技术将人工模拟岩石节理试件由竖直放置改为水平横放，可以为填入充填介质提供较好的便利性。③本专利技术对于不同尺寸的人工模拟岩石节理试件都适用。本专利技术装置结构简单，方法操作简便、精度高，在充填岩石节理力学特性试验研究中具有广阔的应用前景。附图说明图1为本专利技术装置的整体结构示意图。图2为基座结构示意图。图3为固定挡板系统结构示意图。图4为可移动挡板系统结构示意图。图5为锁止装置结构示意图。图6为锁止装置大样图。图7为齿轮推进系统结构示意图。图8为量测系统结构示意图。其中，1为底板，2为立柱，3为横梁，4为固定底板，5为内六角螺钉，6为侧挡板，7为端部挡板，8为蝶形螺母，9为紧固螺杆，10为节理试件上半部分，11为节理试件下半部分，12为可移动挡板系统的侧挡板，13为可移动底板，14为直线齿轮导轨，15为锁止装置，16为锁止片，17为凹槽轨道，18为百分表，19为磁力表座，20为手摇手柄，21为齿轮轴，22为十字沉头螺钉。具体实施方式为了更加清楚地解释本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步描述。实施例1一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，其结构如图1-8所示，该类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置包括基座、节理试件固定装置、齿轮推进系统和量测系统。基座由一块底板1、六根立柱2、两根横梁3组成，底板1和立柱2以及横梁3和立柱2均通过内六角螺钉5连接，形成稳固的整体。固定挡板系统由两块侧挡板6、一块端部挡板7和固定底板4组成，端部挡板7通过十字沉头螺钉22与侧挡板6和固定底板4相连，固定底板4通过内六角螺钉5与底座横梁3和立柱2连接在一起。可移动挡板系统由两块侧挡板12和一块可移动底板13组成，两侧侧挡板12通过十字沉头螺钉22与可移动底板13相连，可移动底板13底面固定有直线齿轮导轨14。紧固螺杆9通过蝶形螺母8分别固定在固定挡板系统的侧板6中部和可移动挡板系统的侧板12距右端1/3处。锁止装置靠人力旋转蝶形螺母8放松或锁紧装置，锁止装置锁止片16向上倾斜，坡度为0.1，向内旋转蝶形螺母8，锁止片16的斜凸部前进挤压横梁3，锁紧装置。齿轮推进系统的齿轮轴21安放在中间立柱2上，并与固定在可移动底板13底面的直线齿轮导轨14精密啮合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，包括基座、节理试件固定装置、齿轮推进系统和量测系统；所述基座包括底板(1)、立柱(2)和带凹槽轨道(17)的横梁(3)，其特征在于横梁(3)通过立柱(2)固定在底板(1)上；所述节理试件固定装置包括固定挡板系统、可移动挡板系统、紧固螺杆(9)和锁止装置(15)，其特征在于紧固螺杆(9)分别设置在固定挡板系统和可移动挡板系统的侧板上，锁止装置(15)可沿横梁(3)自由滑动；所述齿轮推进系统包括手摇手柄(20)、齿轮轴(21)和直线齿条导轨(14)，其特征在于直线齿条导轨(14)通过内六角螺钉(5)与节理试件固定装置可移动挡板系统的底板(13)固定连接；所述量测系统包括磁力表座(19)和百分表(18)，其特征在于精确量测节理试件上下两部分的分离距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，包括基座、节理试件固定装置、齿轮推进系统和量测系统；所述基座包括底板(1)、立柱(2)和带凹槽轨道(17)的横梁(3)，其特征在于横梁(3)通过立柱(2)固定在底板(1)上；所述节理试件固定装置包括固定挡板系统、可移动挡板系统、紧固螺杆(9)和锁止装置(15)，其特征在于紧固螺杆(9)分别设置在固定挡板系统和可移动挡板系统的侧板上，锁止装置(15)可沿横梁(3)自由滑动；所述齿轮推进系统包括手摇手柄(20)、齿轮轴(21)和直线齿条导轨(14)，其特征在于直线齿条导轨(14)通过内六角螺钉(5)与节理试件固定装置可移动挡板系统的底板(13)固定连接；所述量测系统包括磁力表座(19)和百分表(18)，其特征在于精确量测节理试件上下两部分的分离距离。


2.根据权利要求1所述的实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，其特征在于，所述基座由一块底板(1)、六根立柱(2)、两根横梁(3)组成，底板(1)和立柱(2)以及横梁(3)和立柱(2)均通过内六角螺钉(5)连接，形成稳固的整体。


3.根据权利要求1所述的实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，其特征在于，所述固定挡板系统由两块侧挡板(6)、一块端部挡板(7)和固定底板(4)组成，端部挡板(7)通过十字沉头螺钉(22)与侧挡板(6)和固定底板(4)相连，固定底板(4)通过内六角螺钉(5)与底座横梁(3)和立柱(2)连接在一起。


4.根据权利要求1所述的实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，其特征在于，所述可移动挡板系统由两块侧挡板(12)和一块可移动底板(13)组成，两侧侧挡板通过十字沉头螺钉(22)与可移动底板(13)相连，可移动底板(13)底面固定有直线齿轮导轨(14)。


5.根据权利要求1所述的实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试验装置，其特征在于，所述紧固螺杆(9)通过蝶形螺母(8)分别固定在固定挡板系统的侧板(6)中部和可移动挡板系统的侧板(12)距右端1/3处。


6.根据权利要求1所述的实现类岩石粗糙节理试件充填度精确控制的试...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖维民，刘伟超，李锐，余欢，
申请(专利权)人：肖维民，四川农业大学，
类型：发明
国别省市：四川;51