本发明专利技术公开一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置及方法。本发明专利技术采用金属棒、冰制凹槽模具及云母片等制成非贯通节理类岩样的浇筑模具，通过冰冻制成冰制凹槽并托载云母片模拟岩石的非贯通节理，控制电流强弱，利用电磁线圈的电磁感应使得带刻度的细金属棒旋转带动冰制凹槽及云母片发生不同程度的转动，来精确模拟岩石内部不同角度的节理，随后在模具内浇筑配置好的混凝土类岩石材料，利用混凝土类岩石材料在凝固过程中的水化放热，使冰制凹槽受热融化，仅在岩样内部留下云母片，最终实现隐藏式非贯通节理类岩样的制作，以供岩土工程领域相关科研试验的需要。工程领域相关科研试验的需要。工程领域相关科研试验的需要。
【技术实现步骤摘要】
一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置及方法，属于岩土工程
技术介绍
[0002]节理是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构造，在岩石内部广泛存在，分布具有一定的随机性及复杂性。作为岩体内部的软弱结构面，节理会对岩石的物理及力学性质产生显著的影响，因此开展岩体内部节理相关试验研究尤为重要。岩体力学研究通常采用相似材料制成的类岩样进行试验，不仅节省成本，还能防止天然岩石资源的过度开采。目前已有的类岩样节理制作方法所制成的均为贯通式节理，对于隐藏在岩体内部的非贯通性节理还没有合适的制作方式，而天然岩体中实际存在大量的非贯通节理，导致目前所制成的类岩样与天然岩样在力学试验测试上仍存在一定的区别。因此，实现制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置及技术方法，能够会为节理岩体相关的试验研究提供更为便利及精确的试验对象及技术手段。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置及方法，利用冰制凹槽托载云母片模拟岩石的非贯通节理，以及利用电磁线圈的电磁感应使得带刻度的金属棒旋转带动冰制凹槽及云母片发生不同程度的转动，来模拟岩石内部不同角度的节理，并且在混凝土类岩石材料凝固放热过程中，冰制凹槽受热融化，仅在类岩样内部留下云母片，以此来实现隐藏式非贯通节理类岩样的制作。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置包括模具固定部件及向模具固定部件内通入电磁的电磁输入部件；所述的模具固定部件包括带有空腔的腔体，在所述腔体内设有拼装式凹槽模具，在所述拼装式凹槽模具内部装入冰制凹槽，云母片贴在所述冰制凹槽内，在所述腔体的空腔与所述拼装式凹槽模具之间的间隙浇筑混凝土；所述的电磁输入部件包括电磁线圈、电控装置，所述电控装置控制电磁线圈，所述电磁线圈通过细金属棒与所述拼装式凹槽模具连接，金属棒在电磁线圈不同大小的电流作用下可产生不同角度的旋转，金属棒旋转带动所述拼装式凹槽模具并同步带动设在所述拼装式凹槽模具内部的冰制凹槽和云母片旋转。
[0005]进一步讲，所述的腔体为拼装式圆柱型模具。
[0006]进一步讲，在所述腔体对应二侧各设一个开孔，所述的细金属棒从其中一个所述的开孔穿入，从另一个所述的开孔穿出。
[0007]进一步讲，所述的细金属棒穿入所述的拼装式凹槽模具内部且与至少局部与所述的冰制凹槽接触。
[0008]一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的方法包括冰制凹槽制作、角度调整、生
成模拟节理；所述的冰制凹槽制作包括以下步骤：Step1：将两根金属棒分别穿过拼装式圆柱型模具对应二侧的开孔，将拼装式凹槽模具置于拼装式圆柱型模具内部，同时使两根金属棒穿过拼装式凹槽模具；Step2：在拼装式凹槽模具的夹层中注满水后，将拼装式圆柱型模具放置冷冻室进行冷冻；Step3：待拼装式凹槽模具内的水完全冰冻后，取出拼装式圆柱型模具，将拼装式凹槽模具进行脱模，脱模得到冰制凹槽，此时金属棒与冰制凹槽冰冻作用粘结在一起；Step4：完成Step3后，将云母片贴在冰制凹槽内，用以模拟岩样节理；所述的角度调整包括以下步骤：Step5：在金属棒上套上电磁线圈，接通电源，通过控电装置改变电流大小，使金属棒通过电磁效应发生转动同时使冰制凹槽及其表面的云母片也发生转动，在金属棒截面标有刻度，通过调节电流大小并观察细金属棒的刻度来确定云母片转过的角度，达到试验所需的节理角度后，维持电流恒定使金属棒不再转动以保证云母片角度不再发生改变；所述的生成模拟节理包括以下步骤：Step6：节理角度固定后，紧贴拼装式圆柱型模具内壁缓慢浇筑混凝土类岩样材料；Step7：浇筑完成后等待混凝土凝固过程中产生的水化热将冰制凹槽融化，待混凝土初凝后断开电控装置，将金属棒分别从圆柱型模具两端的孔洞中缓慢抽出，并用橡皮塞封堵孔洞，此时云母片已以特定角度悬浮于混凝土中；等待混凝土凝结完成后，拆卸掉圆柱型模具，最终完成隐藏式非贯通节理类岩样的制作。
[0009]本专利技术具有如下有益效果：1．本专利技术可以实现隐藏式非贯通节理类岩样的制作，并且可以模拟不同角度的节理，以供岩土工程领域相关科研试验的需要。
[0010]2．采用与天然岩石相似的材料制成的类岩样进行试验，不仅节省成本，还能防止天然岩石资源的过度开采。
[0011]3．采用冷冻法制作冰制凹槽，并且将其与金属棒冻在一起，选材经济节约，制备简易便捷。
[0012]4．采用两端开孔的拼装式圆柱形模具，浇筑混凝土之前可以方便金属棒的旋转，当混凝土初凝使冰制凹槽熔化后可以将金属棒从模具两端抽出。
[0013]5．利用电磁线圈的电磁感应使得带刻度的金属棒旋转带动冰制凹槽及云母片转动，巧妙解决了隐藏在岩石内部节理的角度问题。
[0014]6．可通过量化控制电磁场的电流强度，从而精确控制金属棒的旋转角度，并且可以达到0
°
到90
°
的全覆盖，达到定量模拟隐藏在岩石内部不同角度的节理的目的。
[0015]7．金属棒在端部标有角度刻度，可通过观察金属棒转动的刻度确定旋转角度。
[0016]8．混凝土类岩石材料在凝固过程中的水化放热，使冰制凹槽受热融化，留下云母片以固定角度在混凝土内部。
[0017]9．冰制凹槽体型小，受热融化后的水留在混凝土内部对其强度影响不大，和云母
片一起看作岩石内部的节理填充物，试验过程设计严密合理。
[0018]10．标有刻度的金属棒可反复利用，来模拟制作不同角度的节理的类岩样。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1 本专利技术装置的整体剖面图;图2 拼装式凹槽模具示意图;图3 拼接式圆柱型套筒、拖载云母片的冰制凹槽及金属棒连接示意图;图4 拖载云母片的冰制凹槽及金属棒连接示意图;图5 抽出金属棒后圆柱形模具、拖载云母片的冰制凹槽整体组合示意图;图中：拼装式圆柱型模具1，拼装式凹槽模具2，冰制凹槽3，云母片4，金属棒5，橡皮塞6，电磁线圈7，电控装置8。
具体实施方式
[0020]一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置包括模具固定部件及向模具固定部件内通入电磁的电磁输入部件；如图1、2、3所示, 所述的模具固定部件包括带有空腔的腔体，在所述腔1内设有拼装式凹槽模具2，优选的，所述的腔体为拼装式圆柱型模具1，在所述拼装式凹槽模具2内部装入冰制凹槽3，云母片4贴在所述冰制凹槽3内，在所述腔体的空腔与所述拼装式凹槽模具2之间的间隙浇筑混凝土；所述的电磁输入部件包括电磁线圈7、电控装置8，所述电控装置8控制电磁线圈7，所述电磁线圈7通过细金属棒5与所述拼装式凹槽模具2连接，金属棒5在电磁线圈7不同大小的电流作用下可产生不同角度的旋转，金属棒5旋转带动所述拼装式凹槽模具2并同步带动设在所述拼装式凹槽模具2内部的冰制凹槽3和云母片4旋转。如图2、3、4所示，拼装式圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置，其特征在于：所述装置包括模具固定部件及向模具固定部件内通入电磁的电磁输入部件；所述的模具固定部件包括带有空腔的腔体，在所述腔体内设有拼装式凹槽模具（2），在所述拼装式凹槽模具（2）内部装入冰制凹槽（3），云母片（4）贴在所述冰制凹槽（3）内，在所述腔体的空腔与所述拼装式凹槽模具（2）之间的间隙浇筑混凝土；所述的电磁输入部件包括电磁线圈（7）、电控装置（8），所述电控装置（8）控制电磁线圈（7），所述电磁线圈（7）通过细金属棒（5）与所述拼装式凹槽模具（2）连接，金属棒（5）在电磁线圈（7）不同大小的电流作用下可产生不同角度的旋转，金属棒（5）旋转带动所述拼装式凹槽模具（2）并同步带动设在所述拼装式凹槽模具（2）内部的冰制凹槽（3）和云母片（4）旋转。2.根据权利要求1所述的一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置，其特征在于：所述的腔体为拼装式圆柱型模具（1）。3.根据权利要求1或2所述的一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置，其特征在于：在所述腔体对应二侧各设一个开孔，所述的细金属棒（5）从其中一个所述的开孔穿入，从另一个所述的开孔穿出。4.根据权利要求1或2所述的一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的装置，其特征在于：所述的细金属棒（5）穿入所述的拼装式凹槽模具（2）内部且与至少局部与所述的冰制凹槽（3）接触。5.一种用于制作隐藏式非贯通节理类岩样的方法，其特征在于：所述方法包括冰制凹槽制作、角度调整、生成模拟节理；所述的冰制凹槽制作包括以下步骤：Step1：将两根金属棒（5）分别穿过...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞红，骆浩，崔芸静，崔东彬，王俊航，赵炜，曾竟旗，朱志强，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。