一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置和方法，涉及岩石力学与工程技术领域。本发明专利技术包括下页板、上页板、支撑板和制样机构，下页板的左端通过第一铰链与上页板的左端铰接，下页板的右端与上页板的右端之间设置有支撑板，支撑板的下端通过第二铰链与下页板铰接，支撑板的上端通过第三铰链与上页板铰接。本发明专利技术通过调节支撑板的位置，调节上页板的角度，使得该制样装置能制备不同节理角度的样品，通过更换圆形凹槽内的垫片规格和样品容器的规格，使得该制样装置能制备不同直径的节理岩石力学模型试样，解决了现有的制样模具对加工精度要求高，流程复杂，费时费力，且难以对不同直径的圆柱样品进行制备的问题。难以对不同直径的圆柱样品进行制备的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置和方法


[0001]本专利技术属于岩石力学与工程
，特别是涉及一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置和方法。

技术介绍

[0002]在岩石力学与工程领域，类岩材料被广泛用于岩石力学模型，基于相似理论和大量试验成果证明，把不同性质的材料按一定比例混合凝结后，满足原岩的部分物理力学指标具有与原岩相似的力学性能，即可将其当成原岩来研究。解决了原岩取样困难、成本高和各项异性强的问题，又减少了由于扰动和应力释放等对试验成果的干扰，同时，类岩材料在模拟岩石受地质作用下形成的节理、层理和损伤对其力学性能到影响方面成果突出，在室内把类岩材料制成标准样的工作非常重要。因此这种可以制备多种直径和任意节理的制样装置就能较好的解决制备类岩标准试样的需求。
[0003]目前已有的技术成熟的制样模具设计，大多是为了制作混凝土标准立方体试块，类岩材料制样模具近几年为适应需求不断增加，但是，现有的模具对加工精度要求高，往往难以加工，在制作标准样品时常常操作流程复杂，费时费力，对于不同直径的圆柱样品时只能重新购置，十分不便。
[0004]因此，现有的节理岩石力学模型试样制样设备，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置和方法，通过调节支撑板的位置，调节上页板的角度，使得该制样装置能制备不同节理角度的样品，通过更换圆形凹槽内的垫片规格和样品容器的规格，使得该制样装置能制备不同直径的节理岩石力学模型试样，解决了现有的制样模具对加工精度要求高，流程复杂，费时费力，且难以对不同直径的圆柱样品进行制备的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术为一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置，包括下页板、上页板、支撑板和制样机构，所述下页板的左端通过第一铰链与上页板的左端铰接，所述下页板的右端与上页板的右端之间设置有支撑板，所述支撑板的下端通过第二铰链与下页板铰接，所述支撑板的上端通过第三铰链与上页板铰接，所述上页板的顶面上设置有六个呈矩阵状分布的制样机构；
[0008]所述制样机构包括垫圈、垫片、样品容器、容器盖和压紧机构，所述垫圈设置在圆形凹槽内，所述垫片设置在垫圈的上方，所述样品容器的底端插入圆形凹槽内且与垫片抵接，所述样品容器的顶端卡接有容器盖，所述容器盖的上方设置有压紧机构。
[0009]进一步地，所述下页板上设置有下条形开孔，所述第二铰链的第一螺栓穿过下条形开孔，第一螺栓可沿着下条形开孔移动，当量角器成任意夹角时，支撑板沿着下条形开孔
移动至合适位置，将上页板和下页板固定。
[0010]进一步地，所述下页板的侧面上设置有量角器，所述上页板的转动中心与量角器的中心重合，通过量角器观测上页板的转动角度。
[0011]进一步地，所述上页板上设置有上条形开孔，所述第三铰链的第二螺栓穿过上条形开孔，第二螺栓可沿着上条形开孔移动。
[0012]进一步地，所述上页板的顶面上设置有六个呈矩阵状分布的圆形凹槽，所述圆形凹槽的两侧均设置有卡槽。
[0013]进一步地，所述压紧机构包括反力板、支撑杆、卡块、螺纹杆、压块和水准尺，所述反力板的底部两端均固定有支撑杆，所述支撑杆的底端固定有卡块，所述卡块与卡槽相配合，所述反力板的正中心处螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆的底端与压块转动连接，所述压块的底部与容器盖的顶部抵接，所述反力板的侧面上固定粘接有水准尺。
[0014]进一步地，所述螺纹杆的顶端与自制扳手相配合，通过自制扳手带动螺纹杆的升降。
[0015]进一步地，所述样品容器包括卡箍和两个半柱体，两个所述半柱体通过卡箍固定在一起。
[0016]进一步地，所述样品容器设置为高强度透明有机玻璃容器，所述样品容器由整段有机玻璃管沿直径切割而成两个半柱体，且半柱体的接头处打磨成台阶状，台阶状的设置使得两个半柱体之间能接合的更加紧密。
[0017]本专利技术亦提供一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样方法，包括以下步骤：
[0018]S1：基于所要制备的圆柱体节理岩石力学模型的直径，选择合适规格的垫圈、垫片和样品容器，先把垫圈、垫片安置在上页板的圆形凹槽内；
[0019]S2：再将两个透明有机玻璃半柱体拼装后用卡箍固定，组成样品容器；
[0020]S3：把样品容器插装在圆形凹槽内，样品容器的底面与垫片抵接；
[0021]S4：当量角器处在零度位置时，此时样品容器水平，将相对于样品容器一半容量的搅拌均匀的混合材料倒入样品容器内，盖上容器盖，然后通过自制扳手转动螺纹杆，使得螺纹杆带动卡块下降，通过卡块压紧容器盖；
[0022]S5：松开第一螺栓和第二螺栓，将上页板抬升到设计节理角度，调节支撑板的位置，用支撑板将下页板和上页板固定，用震动台稍微振捣，置于合适温湿环境养护至混合物初凝；
[0023]S6：初凝后，将支撑板卸下，上页板回到量角器的零度位置，然后通过自制扳手转动螺纹杆，使得螺纹杆带动卡块上升，卡块远离容器盖，再以搅拌均匀的混合材料将样品容器灌满，重复之前的振动和养护操作，待混合物凝固后，即可得到具有设计倾角的节理岩石样品。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、本专利技术通过设置下页板、上页板、支撑板、第一铰链、第二铰链、第三铰链和量角器，使得上页板可转动至任意角度，从而使得该制样装置能制备不同节理角度的样品。
[0026]2、本专利技术通过设置垫圈、垫片和圆形凹槽，圆形凹槽可配合多种直径的垫片使用，从而使得不同直径的样品容器均能固定在圆形凹槽内使用，从而可以制备不同直径的节理
岩石力学模型试样。
[0027]3、本专利技术通过设置容器盖和压紧机构，可通过压紧机构将容器盖压紧在样品容器上，样品容器在容器盖与上页板的挤压下，被固定住，其中，容器盖可替换成垫片，此时该制样装置可作为土的饱和器使用，具体使用时，通过压紧机构带动垫片下压，通过垫片对土样压实，通过螺纹杆的下降深度判断土样的压实程度，本专利技术既可以制备多直径的完整圆柱体混合材料浇筑岩石力学模型，也可以制作任意倾角的节理岩石力学模型，还可以作为土的饱和器使用。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术的整体结构外观示意图一；
[0030]图2为本专利技术的整体结构外观示意图二；
[0031]图3为本专利技术的下页板、上页板与支撑板结构示意图；
[0032]图4为本专利技术的上页板与制样机构爆炸示意图；
[0033]图5为本专利技术的压紧机构结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置，包括下页板(1)、上页板(2)、支撑板(3)和制样机构(7)，其特征在于：所述下页板(1)的左端通过第一铰链(4)与上页板(2)的左端铰接，所述下页板(1)的右端与上页板(2)的右端之间设置有支撑板(3)，所述支撑板(3)的下端通过第二铰链(5)与下页板(1)铰接，所述支撑板(3)的上端通过第三铰链(6)与上页板(2)铰接，所述上页板(2)的顶面上设置有六个呈矩阵状分布的制样机构(7)；所述制样机构(7)包括垫圈(71)、垫片(72)、样品容器(73)、容器盖(74)和压紧机构(75)，所述垫圈(71)设置在圆形凹槽(22)内，所述垫片(72)设置在垫圈(71)的上方，所述样品容器(73)的底端插入圆形凹槽(22)内且与垫片(72)抵接，所述样品容器(73)的顶端卡接有容器盖(74)，所述容器盖(74)的上方设置有压紧机构(75)。2.根据权利要求1所述的一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置，其特征在于，所述下页板(1)上设置有下条形开孔(11)，所述第二铰链(5)的第一螺栓(51)穿过下条形开孔(11)。3.根据权利要求1所述的一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置，其特征在于，所述下页板(1)的侧面上设置有量角器(12)，所述上页板(2)的转动中心与量角器(12)的中心重合。4.根据权利要求1所述的一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置，其特征在于，所述上页板(2)上设置有上条形开孔(21)，所述第三铰链(6)的第二螺栓(61)穿过上条形开孔(21)。5.根据权利要求1所述的一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置，其特征在于，所述上页板(2)的顶面上设置有六个呈矩阵状分布的圆形凹槽(22)，所述圆形凹槽(22)的两侧均设置有卡槽(23)。6.根据权利要求5所述的一种多直径圆柱体节理岩石力学模型试样制样装置，其特征在于，所述压紧机构(75)包括反力板(751)、支撑杆(752)、卡块(753)、螺纹杆(754)、压块(755)和水准尺(756)，所述反力板(751)的底部两端均固定有支撑杆(752)，所述支撑杆(752)的底端固定有卡块(753)，所述卡块(753)与卡槽(23)相配合，所述反力板(751)的正中心处螺纹连接有螺纹杆(754)，所述螺纹杆(754)的底端与压块(755)转动连接，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁海安，张娟，程新俊，景立平，李丽雯，徐琨鹏，查文华，曾浩，李永强，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：