CN109655327B - 一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置 - Google Patents

一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种压缩试验的类岩体试件装置，具体的说是一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置，包括两个模框，两个模框均成U型且能够扣合形成一个方形柱，方形柱内形成方形空腔，在两个模框中部均开有相互对应的水平槽和倾斜槽，两个模框的水平槽和倾斜槽分别用于对穿一个矩形挡片，模框顶部和底部分别设有一个插槽，插槽内滑动连接滑板，滑板用于封闭方形空腔，向方形空腔内注入石膏和水的搅拌物，充分搅拌后填充到方形空腔内，在石膏固化后拆模并得到试样；水平槽两端设有调节件，调节件用于调节水平槽槽口长度，以克服单一模具对实验的制约，通过在模框上增加调节件，对槽口的尺寸进行调整，以获得更多的实验数据。

Description

一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置
技术领域
本发明涉及一种压缩试验的类岩体试件模具，具体的说是一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置。
背景技术
断续裂隙岩体是地下工程中广泛遇到的一类复杂介质，传统的基于均质连续介质力学方法的设计计算理论与方法已难于满足日益复杂的工程建设要求，亦与日渐提高的工程设计标准不相称，显然，深入研究不同应力状态下断续裂隙岩体的力学特性与破坏机理，对探讨断续裂隙岩体破坏的可能性及破坏范围方向性等关键科学问题的内在机理，提出经济高效的围岩加固和稳定控制技术，保证地下工程施工安全，无疑具有重要的理论意义和现实应用价值。
目前室内试验是研究断续裂隙岩体强度、变形特征、裂隙扩展特征与破坏模式、破坏机理和强度准则的重要手段。室内试验研究离不开断续裂隙岩体试样，但当前采集和加工不失真断续裂隙岩体试样存在诸多困难，室内断续裂隙岩体试验中的断续裂隙试样一般通过块体单元堆砌或借助相似材料在专用模具中浇筑来制备。块体单元堆砌法和模具浇筑法制备的断续裂隙岩体试样多为矩形厚板型，单轴压缩试验过程中厚板型断续岩体试件压曲效应的存在一定程度上回干扰了试验结果，且因试样形状问题常无法开展常规三轴压缩试验。另外当前浇筑法使用的预制模具结构单一，不能适应多级规格的断续岩体试样要求，在制作不同试样时，需要大量的模具，造成试验效率较低，且目前常用的堆砌法和浇筑法制备的矩形厚板型类断续岩体试件的预制模具结构单一，不能适应多级规格的试样要求，在制作不同试样时，需要大量的模具，造成试验效率较低。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置，包括两个模框，两个模框均成U型且能够扣合形成一个方形柱，方形柱内形成方形空腔，在其中一个模框两侧分别固定连接一个螺母，在另一个模框两侧分别固定连接一个套环，套环内穿插有螺栓，所述螺栓端头螺纹连接在螺母上，用于将两个模框紧固在一起；在两个模框中部均开有相互对应的水平槽和倾斜槽，两个模框的水平槽和倾斜槽分别用于对穿一个矩形挡片，所述模框顶部和底部分别设有一个插槽，所述插槽内滑动连接滑板，所述滑板用于封闭方形空腔，在组装完毕后，向方形空腔内注入石膏和水的搅拌物，充分搅拌后填充到方形空腔内，在石膏固化后拆模并得到试样；所述水平槽两端设有调节件，所述调节件用于调节水平槽槽口长度。可以采用滑动件或者嵌补的方式实现槽口长度的调整，以克服单一模具对实验的制约，通过在模框上增加调节件，对槽口的尺寸进行调整，以获得更多的实验数据。
优选地，所述调节件为L形滑块，在每一个水平槽两端分别设置一个滑动安装在模框上的L形滑块，L形滑块的厚度与水平槽等宽，相对的两个L形滑块同时向外或向内滑动，调节槽口的宽度。
优选地，模框上对应L形滑块设置的两个第一滑槽中外侧的第一滑槽内装有拉簧，所述拉簧一端与模框相连，所述拉簧另一端与L形滑块相连；在拉簧的同一侧设有一端固定连接在L形滑块侧边的插销；所述模框上转动安装一个挡环，挡环通过压紧件紧固在模框中部，所述挡环将两个L形滑块及插销框入其内，且插销压触在挡环内圈，所述挡环上设有两个沿挡环直径方向设置的插孔，在插销与插孔同轴时，插销能够穿过所述插孔并挤压到阻挡件上，所述阻挡件与模框相连。首先，拉簧是受拉状态，在压紧件松弛后，转动挡环，在插销与插孔同轴时，插销能够穿过所述插孔并挤压到阻挡件上，实现槽口自动扩张。
优选地，所述压紧件包括安装块、挡板和紧固螺栓，所述安装块一端固定连接在模框中部，所述安装块另一端固定连接挡板，所述挡板中部设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接紧固螺栓，所述紧固螺栓用于将挡环压紧在模框上。
优选地，所述阻挡件固定连接在第二滑块上，所述第二滑块滑动安装在模框上并在安装第二滑块的第二滑槽内安装支撑弹簧；在每一个插孔一侧设有一个平行于插孔的第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内螺纹连接调节螺杆，所述调节螺杆用于推动阻挡件滑动。阻挡件的位置制约了插销往外滑动的距离，通过调节螺杆将阻挡件往外推动，以增加插销的位移量，实现进一步调节。
优选地，所述阻挡件上端设有安装孔，所述安装孔内滑动连接一个挡杆，所述挡杆一侧设有一组弧形槽，一组弧形槽的半径及深度依次递增；所述安装孔靠近挡环的一侧设置连通孔，当连通孔与插孔同轴时，插销的端头能够穿过连通孔并挤压到对应的弧形槽内，所述挡杆上端固定连接拉环。通过移动挡杆使相应的弧形槽对准连通孔，以增加插销的位移量，实现进一步调节。
优选地，所述L形滑块上设有贯穿的穿孔，靠近方形空腔的第一滑槽内能够嵌入堵块，堵块用于填平第一滑槽，所述堵块内固定连接第一磁铁，所述L形滑块内设有第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁磁性相吸。通过一个圆柱杆插入穿孔内，使得L形滑块往内拨动，以使得拉簧处于拉伸状态后，转动挡环使得插销与插孔错位并将插销挡住，完成槽口尺寸的调小，同时靠近方形空腔的第一滑槽内易进入石膏，采用相应尺寸的堵块进行填充。
本发明的有益效果如下：
本发明能够适应多种裂隙长度的试样制作，通过挡环进行一级扩张，调节螺杆配合第二滑块实现二级扩张，挡杆上设置一组弧形槽实现更进一步的位移量调节，使得模具具有多级调节功能，以适应试验的要求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是图1中E处局部放大图；
图4是图3中F处局部放大图；
图5是图3中B-B剖视图；
图6是图5中G处局部放大图；
图中：模框1、方形空腔11、螺母12、套环13、螺栓14、水平槽15、倾斜槽16、滑板17、L形滑块2、第一滑槽21、拉簧22、插销23、挡环24、插孔241、第二螺纹孔242、调节螺杆243、压紧件3、安装块31、挡板32、第一螺纹孔321、阻挡件4、第二滑块41、支撑弹簧42、安装孔5、挡杆6、弧形槽61、拉环62、连通孔7、穿孔8。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置，包括两个模框1，两个模框1均成U型且能够扣合形成一个方形柱，方形柱内形成方形空腔11，在其中一个模框1两侧分别固定连接一个螺母12，在另一个模框1两侧分别固定连接一个套环13，套环13内穿插有螺栓14，所述螺栓14端头螺纹连接在螺母12上，用于将两个模框1紧固在一起；在两个模框1中部均开有相互对应的水平槽15和倾斜槽16，两个模框1的水平槽15和倾斜槽16分别用于对穿一个矩形挡片，所述模框1顶部和底部分别设有一个插槽，所述插槽内滑动连接滑板17，所述滑板17用于封闭方形空腔11，在组装完毕后，向方形空腔11内注入石膏和水的搅拌物，充分搅拌后填充到方形空腔11内，在石膏固化后拆模并得到试样；所述水平槽15两端设有调节件，所述调节件用于调节水平槽15槽口长度。可以采用滑动件或者嵌补的方式实现槽口长度的调整，以克服单一模具对实验的制约，通过在模框上增加调节件，对槽口的尺寸进行调整，以获得更多的实验数据。
作为本发明的一种实施方式，所述调节件为L形滑块2，在每一个水平槽15两端分别设置一个滑动安装在模框1上的L形滑块2，L形滑块2的厚度与水平槽15等宽，相对的两个L形滑块2同时向外或向内滑动，调节槽口的宽度。
作为本发明的一种实施方式，模框1上对应L形滑块2设置的两个第一滑槽21中外侧的第一滑槽21内装有拉簧22，所述拉簧22一端与模框1相连，所述拉簧22另一端与L形滑块2相连；在拉簧22的同一侧设有一端固定连接在L形滑块2侧边的插销23；所述模框1上转动安装一个挡环24，挡环24通过压紧件3紧固在模框1中部，所述挡环24将两个L形滑块2及插销23框入其内，且插销23压触在挡环24内圈，所述挡环24上设有两个沿挡环24直径方向设置的插孔241，在插销23与插孔241同轴时，插销23能够穿过所述插孔241并挤压到阻挡件4上，所述阻挡件4与模框1相连。首先，拉簧22是受拉状态，在压紧件3松弛后，转动挡环24，在插销23与插孔241同轴时，插销23能够穿过所述插孔241并挤压到阻挡件4上，实现槽口自动扩张。
作为本发明的一种实施方式，所述压紧件3包括安装块31、挡板32和紧固螺栓，所述安装块31一端固定连接在模框1中部，所述安装块31另一端固定连接挡板32，所述挡板32中部设有第一螺纹孔321，所述第一螺纹孔321内螺纹连接紧固螺栓，所述紧固螺栓用于将挡环24压紧在模框1上。
作为本发明的一种实施方式，所述阻挡件4固定连接在第二滑块41上，所述第二滑块41滑动安装在模框1上并在安装第二滑块41的第二滑槽内安装支撑弹簧42；在每一个插孔241一侧设有一个平行于插孔241的第二螺纹孔242，所述第二螺纹孔242内螺纹连接调节螺杆243，所述调节螺杆243用于推动阻挡件4滑动。阻挡件4的位置制约了插销23往外滑动的距离，通过调节螺杆243将阻挡件4往外推动，以增加插销23的位移量，实现进一步调节。
作为本发明的一种实施方式，所述阻挡件4上端设有安装孔5，所述安装孔5内滑动连接一个挡杆6，所述挡杆6一侧设有一组弧形槽61，一组弧形槽61的半径及深度依次递增；所述安装孔5靠近挡环24的一侧设置连通孔7，当连通孔7与插孔241同轴时，插销23的端头能够穿过连通孔7并挤压到对应的弧形槽61内，所述挡杆6上端固定连接拉环62。通过移动挡杆6使相应的弧形槽61对准连通孔7，以增加插销23的位移量，实现进一步调节。
作为本发明的一种实施方式，所述L形滑块2上设有贯穿的穿孔8，靠近方形空腔11的第一滑槽21内能够嵌入堵块，堵块用于填平第一滑槽21，所述堵块内固定连接第一磁铁，所述L形滑块2内设有第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁磁性相吸。通过一个圆柱杆插入穿孔内，使得L形滑块2往内拨动，以使得拉簧22处于拉伸状态后，转动挡环24使得插销23与插孔241错位并将插销23挡住，完成槽口尺寸的调小，同时靠近方形空腔11的第一滑槽21内易进入石膏，采用相应尺寸的堵块进行填充。
本发明的工作原理如下：
首先将两个模框1组合，将螺栓14穿过套环13并拧到螺母12上，随后将一个滑板17插在模框1下端以封闭方形空腔11的下口；在将石膏和水的搅拌物装填并充分振捣并超过模框1上端插槽，在两个矩形挡片上涂抹少许黄油，将其中一个矩形挡片对穿插入水平槽15内，另一矩形挡片对穿插入倾斜槽16；将另一个滑板17插入模框1上端插槽内；在试件尚未完全固化前，拔出矩形挡片，进行拆模；
在需要多种裂隙长度时，将压紧件3松弛后，转动挡环24，在插销23与插孔241同轴时，插销23能够穿过所述插孔241并挤压到阻挡件4上，实现槽口自动扩张，本发明通过挡环24进行一级扩张，调节螺杆243配合第二滑块41实现二级扩张，挡杆6上设置一组弧形槽61实现更进一步的位移量调节，使得模具具有多级调节功能，以适应试验的要求。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (1)

1.一种用于断续双裂隙类岩体试件的装置，包括两个模框（1），两个模框（1）均成U型且能够扣合形成一个方形柱，方形柱内形成方形空腔（11），在其中一个模框（1）两侧分别固定连接一个螺母（12），在另一个模框（1）两侧分别固定连接一个套环（13），套环（13）内穿插有螺栓（14），所述螺栓（14）端头螺纹连接在螺母（12）上，用于将两个模框（1）紧固在一起；在两个模框（1）中部均开有相互对应的水平槽（15）和倾斜槽（16），两个模框（1）的水平槽（15）和倾斜槽（16）分别用于对穿一个矩形挡片，所述模框（1）顶部和底部分别设有一个插槽，所述插槽内滑动连接滑板（17），所述滑板（17）用于封闭方形空腔（11）；其特征在于：所述水平槽（15）两端设有调节件，所述调节件用于调节水平槽（15）槽口长度；
所述调节件为L形滑块（2），在每一个水平槽（15）两端分别设置一个滑动安装在模框（1）上的L形滑块（2），L形滑块（2）的厚度与水平槽（15）等宽；
模框（1）上对应L形滑块（2）设置的两个第一滑槽（21）中外侧的第一滑槽（21）内装有拉簧（22），所述拉簧（22）一端与模框（1）相连，所述拉簧（22）另一端与L形滑块（2）相连；在拉簧（22）的同一侧设有一端固定连接在L形滑块（2）侧边的插销（23）；所述模框（1）上转动安装一个挡环（24），挡环（24）通过压紧件（3）紧固在模框（1）中部，所述挡环（24）将两个L形滑块（2）及插销（23）框入其内，且插销（23）压触在挡环（24）内圈，所述挡环（24）上设有两个沿挡环（24）直径方向设置的插孔（241），在插销（23）与插孔（241）同轴时，插销（23）能够穿过所述插孔（241）并挤压到阻挡件（4）上，所述阻挡件（4）与模框（1）相连；
所述压紧件（3）包括安装块（31）、挡板（32）和紧固螺栓，所述安装块（31）一端固定连接在模框（1）中部，所述安装块（31）另一端固定连接挡板（32），所述挡板（32）中部设有第一螺纹孔（321），所述第一螺纹孔（321）内螺纹连接紧固螺栓，所述紧固螺栓用于将挡环（24）压紧在模框（1）上；
所述阻挡件（4）固定连接在第二滑块（41）上，所述第二滑块（41）滑动安装在模框（1）上并在安装第二滑块（41）的第二滑槽内安装支撑弹簧（42）；在每一个插孔（241）一侧设有一个平行于插孔（241）的第二螺纹孔（242），所述第二螺纹孔（242）内螺纹连接调节螺杆（243），所述调节螺杆（243）用于推动阻挡件（4）滑动；
所述阻挡件（4）上端设有安装孔（5），所述安装孔（5）内滑动连接一个挡杆（6），所述挡杆（6）一侧设有一组弧形槽（61），一组弧形槽（61）的半径及深度依次递增；所述安装孔（5）靠近挡环（24）的一侧设置连通孔（7），当连通孔（7）与插孔（241）同轴时，插销（23）的端头能够穿过连通孔（7）并挤压到对应的弧形槽（61）内，所述挡杆（6）上端固定连接拉环（62）；
所述L形滑块（2）上设有贯穿的穿孔（8），靠近方形空腔（11）的第一滑槽（21）内能够嵌入堵块，堵块用于填平第一滑槽（21），所述堵块内固定连接第一磁铁，所述L形滑块（2）内设有第二磁铁，第一磁铁与第二磁铁磁性相吸。
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