CN106370498A - 制备含裂隙类岩石试样的可调节模具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备含裂隙类岩石试样的可调节模具及其使用方法，它包括底座，尺寸可调的模框和上压板；所述的上压板是一个矩形钢板，能够象盖子一样翻开或扣在模框上；矩形钢板的中间设有圆孔，圆孔周圈设有角度刻度，圆孔中设有圆形定位板，圆形定位板上设有不同距离的裂隙定位槽与角度指示标识。由于模框尺寸可调，适应了不同尺寸式样的制备,克服了以往一套模具对应一种尺寸试样的缺点，从而实现制备多种尺寸试样的功能；由于圆形定位板可以任意转动，可以调节预制裂隙的角度，圆形定位板上的裂隙定位槽可以调节裂隙的间距，突破了以往模具预制裂隙形式单一的弊端，实现了不同角度及间距裂隙的预制。

Description

制备含裂隙类岩石试样的可调节模具及其使用方法

技术领域

本发明涉及岩石相似模型试验技术领域。

背景技术

在岩石力学领域，需要进行大量岩石力学室内实验，包括对标准试样及各种的含不同裂隙的试样进行试验，但由于现场岩样获取难度大、成本高，尤其是大部分软岩取样不易，仅依靠现场岩样制备的试样难以完全满足对某一方面岩石力学问题进行详实的研究。因此，目前常采用石膏、沙子、水泥等材料制备类岩石材料来代替原岩材料进行相关实验研究，而进行相关实验前，往往需要制备各种尺寸的含不同裂隙的类岩石试样。

针对不同类岩石试样的制备要求，许多学者研发了不同的模具，根据作用效果可大致分为三类：第一类是根据试验所需，只能够制作单一型号试样的模具，如申请号为2005100636658的中国专利介绍的一种石英砂环氧制作方法及模具，申请号为200710115110的中国专利介绍的一种脆性材料试样模具；第二类是能够制备不同尺寸试件的模具，如申请号为2012100974508的中国专利介绍的一种用于岩石力学领域的类岩石试样模具，申请号为2014105066700的中国专利介绍的一种制作模拟原岩结构面的多尺寸模具；第三类是能够制备含不同裂隙试件的模具，如申请号为2011104228865的中国专利介绍的一种制作类岩石试块裂隙面的模具，申请号为2012201731369的中国专利介绍的一种制作不同角度全贯穿裂隙类岩石材料标准试样的模具。

上述技术中，模具的功能单一，无法实现试样和预制裂隙样式可同时调节的功能。在进行岩石力学室内试验时，往往需要尺寸不一及裂隙多样的试样，而目前的模具往往只能制备某种类型的试样，不仅费工费时，还造成资源浪费。针对这一问题，亟需提供一种结构简单、操作方便的新型类岩石式样制备模具。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种制备含裂隙类岩石试样的可调节模具及其使用方法，可实现同时制备尺寸不一及裂隙多样的试样的功能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可制备含裂隙类岩石试样的可调节模具，包括底座，模框和上压板，其特征在于，所述的底座面的右侧设有T型槽A,后侧设有T型槽B,T型槽A和T型槽B相互垂直；它还包括一个导向板，导向板的底端为与T型槽A对应的T形状，通过T形状结构使导向板安装在T型槽A上；导向板上设有螺纹杆式导向杆和定位螺栓；

所述的模框是由四面的侧板围成的方框体，方框体安装在底座上；方框体的安装结构和四个侧板的构造是：后侧板底端为与底座T型槽B对应的T形状结构，通过T形状结构安装在底座T型槽B上，其顶端设有标尺；左侧板的后端面顶在后侧板的内面上，左侧板底端焊接固定在底座上，左侧板里边缘设置有标尺；前侧板的左端顶在左侧板的内面上，其右端通过螺栓固定在导向板内面上，其顶端设有标尺；右侧板的前端顶在前侧板的内面上，其后端部依附在后侧板右端上，其背面连接在导向板的导向杆上；

所述的上压板是一个矩形钢板，矩形钢板与左侧板铰接，使上压板能够象盖子一样翻开；矩形钢板的中间设有圆孔，圆孔周圈设有角度刻度，圆孔中设有圆形定位板，圆形定位板在圆孔中能自由转动；所述的圆形定位板是在圆形盘上设有不同距离的裂隙定位槽与角度指示标识。

上述可调节模具的使用方法是：

第一步：确定拟制备的试样的尺寸，以及试样中裂隙的个数和裂隙在试样中的位置；

第二步，根据拟制备试样的尺寸调节模框的净尺寸；首先使导向板在底座T型槽A中移动，从而带动前侧板前后移动，通过左侧板上的标尺确定模框的前后尺寸；再使后侧板在底座T型槽B中左右移动，通过后侧板上的标尺确定模框的左右尺寸；调节导向杆，使导向杆推动右侧板靠紧在后侧板上；

第三步，拧紧导向杆的定位螺栓，将模框的四面侧板固定成模具体；

第四步，将搅拌均匀的模拟岩石材料装入模具中，震实；

第五步，盖上上压板，根据欲制作裂隙的角度转动圆形定位板，然后根据裂隙的个数以及位置在相应的裂隙定位槽中插入钢片；

第六步，待模拟岩石材料固结后，取出钢片，打开上压板；松动定位螺栓，调节导向杆后退，使右侧板移动与试样分离；使导向板前移，带动前侧板移动与试样分离，再使试样向已分离的空间活动，即可离开整个模框，从底座上取下来。

本发明的有益效果：

1、由于本发明的模框尺寸可调，适应了不同尺寸式样的制备,克服了以往一套模具对应一种尺寸试样的缺点，从而实现制备多种尺寸试样的功能；

2、由于本发明的圆形定位板可以任意转动，可以调节预制裂隙的角度，圆形定位板上的裂隙定位槽可以调节裂隙的间距，突破了以往模具预制裂隙形式单一的弊端，实现了不同角度及间距裂隙的预制；

3、本发明结构简单，拆卸方便，可重复利用，提高了试样的制备效率。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为实施例俯视图，图中不包括上压板；

图3为底座立体结构示意图；

图4为后侧板立体结构示意图；

图5为导向板立体结构示意图；

图6为上压板平面图；

图7为图6的俯视图。

图中，1-底座，2-左侧板，3-前侧板，4-后侧板，5-右侧板，6-导向板，7-导向杆，8-定位螺栓，9-矩形钢板，10-圆形定位板，11-标尺，12-螺栓，13-T型槽A，14-铰接孔A，15-导向孔，16-裂隙定位槽，17-角度指示标识，18-铰接孔B，19-T型槽B。

具体实施方式

下面参照附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示的可制备含裂隙类岩石试样的可调节模具，包括底座1，模框、和上压板；所述的底座1如图3所示，上表面的右侧设有T型槽A13,后侧设有T型槽B19,T型槽A13和T型槽B19相互垂直；它还包括一个导向板6，如图5所示，导向板6的底端为与T型槽A13对应的T形状，通过T形状结构使导向板6安装在T型槽A13上；导向板6上设有导向孔15，导向孔15中安装螺纹杆式导向杆7，导向杆7上设有定位螺栓8；

所述的模框如图2所示,是由四面的侧板围成的方框体，方框体安装在底座1上；方框体的安装结构和四个侧板的构造是：后侧板4底端为与T型槽B19对应的T形状结构(如图4所示)，通过T形状结构安装在T型槽B19上，其顶端设有标尺；左侧板2的后端面顶在后侧板4的内面上，其底端焊接固定在底座1上，其顶部向外延伸，延伸端面上设有铰接孔A14，延伸面的里边缘设置有标尺；前侧板3的左端顶在左侧板2的内面上，其右端通过螺栓12固定在导向板6内面上，其顶端设有标尺11；右侧板5的前端顶在前侧板3的内面上，其后端部依附在后侧板4右端上，其背面连接在导向板6的导向杆7上；

所述的上压板如图6、图7所示，是在矩形钢板9的左端面上设有与左侧板2铰接孔A14相对应的铰接孔B 18,矩形钢板9通过轴与左侧板2相连，使上压板能够象盖子一样翻开；矩形钢板9的中间设有圆孔，圆孔周圈设有角度，圆孔的孔壁为阶梯状构造，圆孔中放入圆形定位板10；所述的圆形定位板10是在圆形盘上设有不同角度的裂隙定位槽16与角度指示标识17。

上述可调节模具的使用方法是：

第一步：确定拟制备的试样的尺寸，以及试样中裂隙的个数和裂隙在试样中的位置；

第二步，根据拟制备试样的尺寸调节模框的净尺寸；首先使导向板6在T型槽A13中移动，从而带动前侧板3前后移动，通过左侧板2上的标尺确定模框的前后尺寸；再使后侧板4在T型槽B19中左右移动，通过后侧板4上的标尺确定模框的左右尺寸；调节导向杆7，使导向杆7推动右侧板5靠紧在后侧板4上；

第三步，拧紧导向杆7的定位螺栓8，将模框的四面侧板固定成模具体；

第四步，将搅拌均匀的模拟岩石材料装入模具中，震实；

第五步，盖上上压板，使角度指示标识17转动到圆形定位板10的相应刻度位置，然后根据裂隙个数以及位置在相应的裂隙定位槽16中插入钢片；

第六步，待模拟岩石材料固结后，取出钢片，打开上压板；松动定位螺栓8，调节导向杆7后退，使右侧板4移动与试样分离；使导向板6前移，带动前侧板3移动与试样分离，再使试样向已分离的空间活动，即可离开整个模框，从底座上取下来。

Claims (2)

1.一种可制备含裂隙类岩石试样的可调节模具，包括底座，模框和上压板，其特征在于，所述的底座面的右侧设有T型槽A,后侧设有T型槽B,T型槽A和T型槽B相互垂直；它还包括一个导向板，导向板的底端为与T型槽A对应的T形状，通过T形状结构使导向板安装在T型槽A上；导向板上设有螺纹杆式导向杆和定位螺栓；

所述的模框是由四面的侧板围成的方框体，方框体安装在底座上；方框体的安装结构和四个侧板的构造是：后侧板底端为与底座T型槽B对应的T形状结构，通过T形状结构安装在底座T型槽B上，其顶端设有标尺；左侧板的后端面顶在后侧板的内面上，左侧板底端焊接固定在底座上，左侧板里边缘设置有标尺；前侧板的左端顶在左侧板的内面上，其右端通过螺栓固定在导向板内面上，其顶端设有标尺；右侧板的前端顶在前侧板的内面上，其后端部依附在后侧板右端上，其背面连接在导向板的导向杆上；

所述的上压板是一个矩形钢板，矩形钢板与左侧板铰接，使上压板能够象盖子一样翻开；矩形钢板的中间设有圆孔，圆孔周圈设有角度刻度，圆孔中设有圆形定位板，圆形定位板在圆孔中能自由转动；所述的圆形定位板是在圆形盘上设有不同距离的裂隙定位槽与角度指示标识。

2.一种利用权利要求1所述的可调节模具制备含裂隙类岩石试样的方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：确定拟制备的试样的尺寸，以及试样中裂隙的个数和裂隙在试样中的位置；

第二步，根据拟制备试样的尺寸调节模框的净尺寸；首先使导向板在底座T型槽A中移动，从而带动前侧板前后移动，通过左侧板上的标尺确定模框的前后尺寸；再使后侧板在底座T型槽B中左右移动，通过后侧板上的标尺确定模框的左右尺寸；调节导向杆，使导向杆推动右侧板靠紧在后侧板上；

第三步，拧紧导向杆的定位螺栓，将模框的四面侧板固定成模具体；

第四步，将搅拌均匀的模拟岩石材料装入模具中，震实；

第五步，盖上上压板，根据欲制作裂隙的角度转动圆形定位板，然后根据裂隙的个数以及位置在相应的裂隙定位槽中插入钢片；

第六步，待模拟岩石材料固结后，取出钢片，打开上压板；松动定位螺栓，调节导向杆后退，使右侧板移动与试样分离；使导向板前移，带动前侧板移动与试样分离，再使试样向已分离的空间活动，即可离开整个模框，从底座上取下来。