断续裂隙岩体模拟试件的制作模具及方法技术

本发明专利技术公开了一种断续裂隙岩体模拟试件的制作模具及方法，包括底板，底板上设有固定长侧板、活动长侧板、活动短侧板、刻槽底部垫板、刻槽顶部盖板，固定长侧板的外侧与底板之间设有加强肋，活动长侧板的外侧在底板上设有螺栓端板，螺栓端板上设有侧边螺栓，侧边螺栓的内端抵在活动长侧板的外侧，刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板上加工有刻槽。能进行各种裂隙几何参数组合下的岩体模拟试件制作，且具有裂隙定位准确、试件浇筑容易、气泡易排出、拆模方便、能够多次重复使用等优点，能够对试件的浇筑和养护过程进行严格控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种裂隙岩体模拟试件制作技术，尤其涉及一种。
技术介绍
天然岩体由完整的岩石和不同尺度的结构面(片理、裂隙、节理、断层、层理面、剪切带和岩脉等)组成，这些结构面对岩体宏观力学特性起控制作用。目前，随着大型水利水电工程、交通工程、采矿工程、石油天然气开采工程，以及核废料地下埋置、二氧化碳地下封存等工程的发展，为达到对岩体工程系统进行安全、经济的设计，正确评估结构面对岩体的强度、变形、渗透性等力学特性的影响是至关重要的，国内外学者在裂隙岩体模拟试件力学特性方面开展了大量的试验研究工作。断续裂隙岩体模拟试件力学试验，是定量研究节理裂隙等结构面对岩体力学行为控制作用的有效方法，研究成果对岩体力学有着重要的理论意义，并在岩石工程中有广泛的应用前景；目前的裂隙岩体模拟试件力学试验中，缺乏关于裂隙组各几何参数组合下的系统试验研究，而其中最为关键的技术则是模具的设计和相应的试件制作方法；对裂隙岩体模拟试件模具的要求:裂隙定位准确、加工容易、拆模方便、能够多次重复使用；对试件制作方法规范化的目的:实现对模拟材料的浇筑和养护过程进行控制，保持试件在材料性能上的稳定性，提高试验结果的可靠性。现有相关技术中，用于裂隙岩体模拟试件制作，多采用固定的侧边和底板，并在活动顶板上刻槽以插入金属片、并设置浇筑孔和排气孔。上述现有技术至少存在以下缺点:仅在顶板上刻槽，预制裂隙的金属片不易插透和固定，容易在试件厚度方向发生偏斜，无法精确实现预先设计的节理排布；仅在顶板上设置排气孔和浇注孔，当有大量预制裂隙时，不易均匀地注入模拟材料的液态混合物，且气泡不易排出，这将大大影响试件的浇筑质量和力学性能的稳定性；仅顶板为活动可拆卸，拆模困难且试件容易缺角。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有裂隙定位准确、试件浇筑容易、气泡易排出、拆模方便、能够多次重复使用的。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:本专利技术的断续裂隙岩体模拟试件的制作模具，包括底板，所述底板上设有固定长侧板和活动长侧板，所述固定长侧板的外侧与所述底板之间设有加强肋，所述活动长侧板的外侧在底板上设有螺栓端板，所述螺栓端板上设有侧边螺栓，所述侧边螺栓的内端抵在所述活动长侧板的外侧；所述固定长侧板和活动长侧板的内侧设有两对相对的凹槽，每对凹槽中分别插有活动短侧板；所述固定长侧板、活动长侧板与两块活动短侧板之间的底板上放有刻槽底部垫板，两块活动短侧板的上部放有刻槽顶部盖板，所述刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板上加工有刻槽。本专利技术的上述的断续裂隙岩体模拟试件的制作方法，包括步骤:在底板上安装活动长侧板，并用底板螺丝和侧边螺栓拧紧固定；插入一侧的活动短侧板，放置好刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板，并将金属片按照设计的节理几何排布方式插入刻槽内；将按配比调制好的模拟材料流体状混合物倒入模具内，在振动台上进行振捣，待气泡的排出后盖上另一侧活动短侧板；在混合物初凝固前将所有金属片拔出；待混合物完全成型后，按刻槽顶部盖板、活动短侧板、活动长侧板、刻槽底部垫板的顺序进行拆模；脱模后的试件在恒温、恒湿的养护条件下进行养护，直至达到设计的龄期。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的，能进行各种裂隙几何参数组合下的岩体模拟试件制作，且具有裂隙定位准确、试件浇筑容易、气泡易排出、拆模方便、能够多次重复使用等优点。与该模具配套的试件制作方法，能够对试件的浇筑和养护过程进行严格控制。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的断续裂隙岩体模拟试件的制作模具的俯视结构示意图；图2为图1的A-A向结构示意图；图3为图1的B-B向结构示意图；图4为本专利技术实施例中刻槽顶部盖板的结构示意图；图5为本专利技术实施例中刻槽底部垫板的结构示意图。图中:1、固定长侧板，2、加强肋，3、底板，4、刻槽顶部盖板，5、活动长侧板，6、活动短侧板,7、螺栓端板，8、侧边螺栓，9、刻槽底部垫板。【具体实施方式】下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术的断续裂隙岩体模拟试件的制作模具，其较佳的【具体实施方式】是:包括底板,所述底板上设有固定长侧板和活动长侧板，所述固定长侧板的外侧与所述底板之间设有加强肋，所述活动长侧板的外侧在底板上设有螺栓端板，所述螺栓端板上设有侧边螺栓，所述侧边螺栓的内端抵在所述活动长侧板的外侧；[0031 ] 所述固定长侧板和活动长侧板的内侧设有两对相对的凹槽，每对凹槽中分别插有活动短侧板；所述固定长侧板、活动长侧板与两块活动短侧板之间的底板上放有刻槽底部垫板，两块活动短侧板的上部放有刻槽顶部盖板，所述刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板上加工有刻槽。所述固定长侧板的底部用螺丝固定在底板上，所述螺栓端板和加强肋焊接在底板上，所述活动长侧板的底部通过底板螺丝连接在底板上。所述底板、固定长侧板、活动长侧板、活动短侧板、加强肋、螺栓端板、螺栓均采用不锈钢材料或普通钢材，所述刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板采用亚克力材料。本专利技术的上述断续裂隙岩体模拟试件的制作模具实现制作试件的方法，其较佳的【具体实施方式】包括步骤:在底板上安装活动长侧板，并用底板螺丝和侧边螺栓拧紧固定；插入一侧的活动短侧板，放置好刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板，并将金属片按照设计的节理几何排布方式插入刻槽内；将按配比调制好的模拟材料流体状混合物倒入模具内，在振动台上进行振捣，待气泡的排出后盖上另一侧活动短侧板；在混合物初凝固前将所有金属片拔出；待混合物完全成型后，按刻槽顶部盖板、活动短侧板、活动长侧板、刻槽底部垫板的顺序进行拆模；脱模后的试件在恒温、恒湿的养护条件下进行养护，直至达到设计的龄期。本专利技术的断续裂隙岩体模拟试件的制作模具，能进行各种裂隙几何参数组合下的岩体模拟试件制作，且具有裂隙定位准确、试件浇筑容易、气泡易排出、拆模方便、能够多次重复使用等优点。与该模具配套的试件制作方法，能够对试件的浇筑和养护过程进行严格控制。具体实施例:如图1、图2、图3所示,包括底板、固定长侧板、活动长侧板、活动短侧板、加劲肋、螺栓端板、螺栓、刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板等。底板、固定长侧板、活动长侧板、活动短侧板、加劲肋板、螺栓端板、螺栓均采用不锈钢材料或普通钢材，而刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板则采用亚克力材料。固定长侧板用螺丝连接在底板上，螺栓端板和加劲肋板均焊接在底板，活动长侧板则通过底板螺丝(图中未示出)和侧边螺栓的方式支撑在底板上。两个活动短侧板通过固定长侧板和活动长侧板上的凹槽插入。如图4、图5所示，对于裂隙岩体模拟试件的不同裂隙几何参数组合，需要在刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板上采用激光技术加工相应的刻槽，例如对齐排列的水平节理裂隙的刻槽。采用该模具进行试件制作的方法及操作步骤包括:( I)在底板上安装活动长侧板，并用底板螺丝和侧边螺栓拧紧固定；(2)插入一侧的活动短侧板，放置好刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板,并将金属片按照设计的节理几何排布方式插入刻槽内；[0051 ] ( 3 )将按配比调制好的模拟材料流体状混合物倒入模具内，在振动台上进行振捣以保证气泡的排出后盖上另一侧活动短侧板；(4)在混合物初凝固前将所有金属片拔出；(5)待混合物完全成型后，按刻槽顶部盖板、活动短侧板、活动长侧板、刻槽底部垫板的顺序进行拆模；(6)脱模后的试件，在恒温、恒湿的养护条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断续裂隙岩体模拟试件的制作模具，其特征在于，包括底板，所述底板上设有固定长侧板和活动长侧板，所述固定长侧板的外侧与所述底板之间设有加强肋，所述活动长侧板的外侧在底板上设有螺栓端板，所述螺栓端板上设有侧边螺栓，所述侧边螺栓的内端抵在所述活动长侧板的外侧；所述固定长侧板和活动长侧板的内侧设有两对相对的凹槽，每对凹槽中分别插有活动短侧板；所述固定长侧板、活动长侧板与两块活动短侧板之间的底板上放有刻槽底部垫板，两块活动短侧板的上部放有刻槽顶部盖板，所述刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板上加工有刻槽。

【技术特征摘要】
1.一种断续裂隙岩体模拟试件的制作模具，其特征在于，包括底板，所述底板上设有固定长侧板和活动长侧板，所述固定长侧板的外侧与所述底板之间设有加强肋，所述活动长侧板的外侧在底板上设有螺栓端板，所述螺栓端板上设有侧边螺栓，所述侧边螺栓的内端抵在所述活动长侧板的外侧； 所述固定长侧板和活动长侧板的内侧设有两对相对的凹槽，每对凹槽中分别插有活动短侧板； 所述固定长侧板、活动长侧板与两块活动短侧板之间的底板上放有刻槽底部垫板，两块活动短侧板的上部放有刻槽顶部盖板，所述刻槽顶部盖板和刻槽底部垫板上加工有刻槽。2.根据权利要求1所述的断续裂隙岩体模拟试件的制作模具，其特征在于，所述固定长侧板的底部用螺丝固定在底板上，所述螺栓端板和加强肋焊接在底板上，所述活动长侧板的底部通过底板螺丝连接在底板上。3.根据权利要求2所述的断续裂隙岩体模拟试件的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新，廖志红，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：