CN114323895B - 一种用于浇筑复合试样的装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于浇筑复合试样的装置及其使用方法，其包括底板、夹板、侧板、固定框、钢片定位梁及钢片，夹板两两成组相对布置在底板的上方，夹板的内侧均开设有竖直的卡槽，卡槽的槽深由顶部至底部逐渐增大；侧板两两成组且位于在成组的夹板之间，成组的夹板之间固定连接第一螺杆，侧板的两端分别适配卡接在卡槽内，侧板的底部与底板抵接；固定框卡接在侧板的顶部，固定框的两端均开设有槽孔，槽孔内连接调节螺栓；钢片定位梁的两端边缘开设通孔，调节螺栓连接在通孔内，钢片定位梁上开设钢片定位缝，钢片定位缝的两端与通孔连通；钢片适配卡接在钢片定位缝内且其底部与底板抵接。本发明结构简单，浇筑成型方便。
Description
技术领域
本发明涉及类岩石试样制作技术领域，具体涉及一种用于浇筑复合试样的装置及其使用方法。
背景技术
由多种材料组合而成的复合结构体广泛存在于工程地质条件中，包括接触带复合岩体、层状岩体、煤-岩复合体、复合充填结构体等，其稳定性影响着相关工程的安全性。复合结构体的物理力学性质是相关研究者的重点之一，一般通过室内试验来探究。但是，由于钻取的复合岩体原样难以保证均匀性，导致可重复性较低，并且钻取过程中容易对原样产生损伤，因此大多数复合岩体都采用室内浇筑的类岩石试样。类岩石试样具有可重复性高和力学性质稳定等优点。
目前复合试样浇筑模具和方法存在的不足之处如下：
制作层状类岩石材料的过程中通常采用先浇筑较大的试样，然后钻取试样的方法，浇筑量大，耗时费力，如果要改变层状岩体的内部结构就需要重新设计浇筑过程，并且钻取过程中易对复合结构体产生不可逆的损伤，导致试验结果出现偏差。
在制作特定倾角的复合试样过程中，浇筑模具结构复杂，浇筑过程繁琐，不能精准调节复合结构体的接触面个数、位置和倾角，灵活性较差。
模具整体密封性较差，在进行振捣的过程中，模具侧壁会发生跳动，导致浆料的渗漏。
因此如何提供一种结构简单，拆装方便，密封性良好，能精准控制和改变复合试样结构的装置及其使用方法是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于浇筑复合试样的装置及其使用方法，浇筑过程简单，拆装方便。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于浇筑复合试样的装置，其包括：
底板；
夹板，所述夹板两两成组相对布置在所述底板的上方，所述夹板的内侧均开设有竖直的卡槽，所述卡槽的槽深由顶部至底部逐渐增大；
侧板，所述侧板两两成组且位于在成组的所述夹板之间，成组的所述夹板之间固定连接第一螺杆，所述侧板的两端分别适配卡接在所述卡槽内，所述侧板的底部与所述底板抵接；
固定框，所述固定框卡接在所述侧板的顶部，所述固定框的两端均开设有槽孔，所述槽孔内连接调节螺栓；
钢片定位梁，所述钢片定位梁的两端边缘开设通孔，所述调节螺栓连接在所述通孔内，所述钢片定位梁上开设钢片定位缝，所述钢片定位缝的两端与所述通孔连通；
钢片，所述钢片适配卡接在所述钢片定位缝内且其底部与所述底板抵接。
本发明的有益效果是：夹板及侧板配合连接在底板上，固定框固定卡接在侧板顶部的外侧，钢片定位梁通过调节螺栓连接固定框，钢片定位梁可以调整连接位置，钢片适配卡接在钢片定位缝中，对应的，钢片可以随着钢片定位梁调整安装位置，形成多个浇筑空腔，预先准备的类岩石砂浆浇筑到空腔内，模拟形成类岩石，浇筑简单，成型方便，容易拆卸，且容易调节控制浇筑位置。
优选的，所述底板上且靠近其两端开设有固定孔，所述第一螺杆水平位于在所述固定孔的上方，所述第一螺杆上对应所述固定孔的上方竖直开设有定位孔，所述定位孔及固定孔内穿设有第二螺杆，所述第二螺杆的顶部连接有第二蝶形螺母。
优选的，所述固定框的两侧固定连接有凸块，所述凸块卡接在所述侧板的顶部外侧。
优选的，所述固定框的两端且对应所述夹板的上方设有刻度标识线。
优选的，所述钢片定位梁及钢片为多个，所述钢片的两端分别与所述夹板的内侧壁抵接。
优选的，所述夹板上开设有连接孔，所述第一螺杆穿设在所述连接孔内，所述连接孔的内径大于所述第一螺杆的外径，所述第一螺杆的端部连接有第一蝶形螺母。
优选的，所述侧板为梯形状，其的顶部长度尺寸小于其的底部长度尺寸，所述侧板的两端适配抵接在所述卡槽的槽底，成组的所述夹板相对平行。
本发明还公开了一种用于浇筑复合试样的装置的使用方法，其包括以下步骤：
步骤一：模具装配，将成组的夹板连接在底板上，成组的夹板之间卡接有侧板，侧板的两端适配卡接在卡槽内，且通过第一螺杆将成组的夹板固定夹紧；固定侧板及夹板在底板上的位置；夹板及侧板配合底板形成有顶部开口的浇筑空腔；
步骤二：接触面控制组件的装配，将钢片定位梁置于在固定框的顶部，通过调节螺栓固定钢片定位梁的位置，将钢片适配插入到钢片定位缝中，使其的两端与夹板侧壁抵接，底部与底板抵接，将浇筑空腔分隔成待浇筑的多个空腔；
步骤三：复合试样的浇筑，调配好多种类岩石砂浆，按照预定要求将不同的类岩石砂浆浇筑到多个空腔内，当浇筑到与夹板平齐时，停止浇筑，使用振动台振动90秒后慢慢取出钢片，取下固定框及钢片定位梁，用刮刀刮平浇筑料表面；
步骤四：脱模成样，静置24小时后脱模，将夹板拆开，将复合试样放入养护箱，养护28天后制得复合试样。
优选的，在步骤一中，底板上且靠近其两端开设有固定孔，第一螺杆上开设有定位孔，定位孔及固定孔内穿设有第二螺杆，第二螺杆的顶部连接有第二蝶形螺母，通过第二螺杆将夹板固定在底板上。
附图说明
图1为本发明一种用于浇筑复合试样的装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种用于浇筑复合试样的装置的固定框示意图；
图3为本发明一种用于浇筑复合试样的装置的钢片定位梁示意图；
图4为本发明一种用于浇筑复合试样的装置的钢片示意图；
图5为本发明一种用于浇筑复合试样的装置的底板示意图；
图6为本发明一种用于浇筑复合试样的装置夹板示意图；
图7为本发明一种用于浇筑复合试样的装置的侧板示意图；
图8为本发明一种用于浇筑复合试样的装置的装配示意图；
图9为使用本发明一种用于浇筑复合试样的装置的浇筑成品示意图。
1底板、2夹板、3卡槽、4侧板、5第一螺杆、6固定框、7槽孔、8调节螺栓、9钢片定位梁、10通孔、11钢片定位缝、12钢片、13固定孔、14凸块、15刻度标识线、16连接孔、17第一蝶形螺母、18第二螺杆、19第二蝶形螺母、20类岩石。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅本发明附图1至9，根据本发明实施例一种用于浇筑复合试样的装置，其包括：底板1，夹板2，夹板2两两成组相对布置在底板1的上方，夹板2的内侧均开设有竖直的卡槽3，卡槽3的槽深由顶部至底部逐渐增大；
侧板4，侧板4两两成组且位于在成组的夹板2之间，成组的夹板2之间固定连接第一螺杆5，侧板4的两端分别适配卡接在卡槽3内，侧板4的底部与底板1抵接；
固定框6，固定框6卡接在侧板4的顶部，固定框6的两端均开设有槽孔7，槽孔7内连接调节螺栓8；槽孔为矩形槽孔，调节螺栓可以在槽孔内调整连接位置。
钢片定位梁9，钢片定位梁9的两端边缘开设通孔10，调节螺栓8连接在通孔10内，钢片定位梁9上开设钢片定位缝11，钢片定位缝11的两端与通孔10连通；
钢片12，钢片12适配卡接在钢片定位缝11内且其底部与底板1抵接。
侧板及夹板与底板抵接平面保证紧密贴合，配合第一螺杆及第二螺杆的固定连接作用将底板、侧板及夹板固定连接，底板、侧板及夹板形成了顶部开口的浇筑空腔。
在另一些实施例中，底板1上且靠近其两端开设有固定孔13，第一螺杆5水平位于在固定孔13的上方，第一螺杆5上对应固定孔13的上方竖直开设有定位孔，定位孔及固定孔内穿设有第二螺杆18，第二螺杆18的顶部连接有第二蝶形螺母19。固定孔可以是螺纹孔与第二螺杆配合螺纹连接，第二螺杆的顶部通过第二蝶形螺母紧固，第二螺杆将夹板及侧板与底板固定。
在另一些具体实施例中，固定框6的两侧固定连接有凸块14，凸块14卡接在侧板4的顶部外侧。凸块可以卡接住两侧板的外侧顶部，外侧是相对两侧板相远离的一侧而言，使得固定框位置固定，固定框用于调节确定钢片定位梁的位置。
在另一些实施例中，固定框6的两端且对应夹板2的上方设有刻度标识线15。方便调节钢片定位梁及钢片的具体间隔位置。
在其他一些实施例中，钢片定位梁9及钢片12为两个，钢片12的两端分别与夹板2的内侧壁抵接。具体钢片定位梁的个数可以选择性使用。
具体的，夹板2上开设有连接孔16，第一螺杆5穿设在连接孔16内，连接孔16的内径大于第一螺杆5的外径，第一螺杆5的端部连接有第一蝶形螺母17。将两夹板与侧板固定。
更具体的，侧板4为梯形状，其的顶部长度尺寸小于其的底部长度尺寸，侧板4的两端适配抵接在卡槽3的槽底，成组的夹板2相对平行。卡槽的槽深由顶部至底部逐渐增大，梯形状的侧板配合在梯形状的卡槽内，有效防止振捣时侧板的上下跳动。
使用时，钢片为薄钢片，适配插接在钢片定位缝中，且钢片的长度随着钢片定位梁的调节角度改变，保证钢片的两端与夹板实时抵接。钢片实则是控制不同类岩石砂浆的浇筑，模拟成型类岩石的复合结构。
本发明还公开上述用于浇筑复合试样的装置的使用方法，包括以下步骤：
模具的装配，将侧板两侧插入夹板的卡槽中，并使用第一螺杆和第一蝶形螺母将侧板和夹板连接，然后通过第二螺杆和第二蝶形螺母将夹板和侧板与底板连接，拧紧蝶形螺母，构成试样浇筑空腔。
接触面控制组件的装配，将钢片定位梁置于固定框之上，调整位置使钢片定位梁的外边框与固定框上的刻度对齐，使用调节螺栓和螺母将固定框与钢片定位梁连接固定，拧紧螺母，构成接触面控制组件。将固定框卡接于侧板顶部的外侧，将相应的钢片插入钢片定位梁中间的钢片定位缝，使其底部与底板抵接、左右两端与夹板内侧抵接，将试样浇筑空腔分隔成两个或两个以上的空腔。
复合试样的浇筑，调配好两种或两种以上的类岩石砂浆，按照复合结构体的结构组成，分别浇筑到对应的空腔之中，当浇筑到与夹板平齐时，停止浇筑，使用振动台振动90秒后慢慢拔出钢片，取下接触面控制组件，用刮刀刮平浇筑料表面，24小时后脱模放入养护箱，养护28天后制得复合试样类岩石20。
本发明能同时改变复合试样的接触面个数和倾角以及复合试样的组成成分，能有效解决复合类岩石试样取样困难，现有复合类岩石试样制作复杂的问题，丰富了复合结构体的研究手段和方法。
本发明通过调节螺栓和螺母的配合将钢片定位梁和固定框连接，方便移动钢片定位梁，适配添加钢片，利用固定框上的刻度标识线能够精准调节钢片的位置。
本发明通过利用侧板和夹板内侧的卡槽构成具有上下端之分的模具装配结构，使得在浇筑过程中侧板不易上下跳动，能够有效减少漏浆现象。
其中，底板厚度10mm，左右长190mm，前后宽128mm，左右两端距离端面17.5mm的位置设有内径6mm的固定孔；第二螺杆长38mm，外径6mm，固定在底板的固定孔之中。
夹板厚度12mm，左右长190mm，上下高100mm，左右两端距离端面17.5mm的位置设有孔径11mm的连接孔；夹板内侧距离左右端面25mm处设有两个左右对称的卡槽，卡槽上端凹陷深度为3mm，下端凹陷深度为6mm；第一螺杆长154mm，左右两端的螺纹外径10mm，中间无螺纹的部分直径16mm，并且第一螺杆中部设有直径7mm的定位孔；第一螺杆两端穿过两个夹板端部的连接孔，并与内径10mm的第一蝶形螺母连接；第二螺杆的另一端穿过第一螺杆中间的定位孔，并于内径6mm的第二蝶形螺母连接。
侧板厚度10mm，上底长103mm，下底长106mm，高100mm，侧板两端插入夹板内侧的卡槽中。
夹板、侧板和底板构成100mm×100mm×100mm的浇筑空腔。
固定框由左右两个下凸状纵梁和前后四根横梁组成；下凸状纵梁的左右厚度5mm，上部较长部分的前后长度124mm、上下高度10mm，下部较短部分的前后长度100mm、上下高度比上部较长部分低10mm；四根横梁的左右长度120mm、前后宽度3mm、上下高度5mm，最前端的横梁外侧与纵梁端面齐平，第二根横梁与最前端的横梁间隔6mm，前后四根横梁对称布置。前后两端的横梁外侧刻有标准的刻度。
钢片定位梁左右长170mm、前后宽10mm、上下厚5mm，中间钢片定位缝左右长106mm，前后宽1mm，缝隙位于钢片定位梁中间，缝隙左右两端的方形槽孔左右长30mm，前后宽6mm。钢片的长度范围为(接触面倾角为0°时选用长度为100mm的钢片12，接触面倾角为45°时选用长度为/>的钢片)，厚度为1mm，上下高度为118mm。
对于实施例公开的装置和使用方法而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种用于浇筑复合试样的装置，其特征在于，包括：
底板(1)；
夹板(2)，所述夹板(2)两两成组相对布置在所述底板(1)的上方，所述夹板(2)的内侧均开设有竖直的卡槽(3)，所述卡槽(3)的槽深由顶部至底部逐渐增大；
侧板(4)，所述侧板(4)两两成组且位于在成组的所述夹板(2)之间，成组的所述夹板(2)之间固定连接第一螺杆(5)，所述侧板(4)的两端分别适配卡接在所述卡槽(3)内，所述侧板(4)的底部与所述底板(1)抵接；所述侧板(4)为梯形状，其的顶部长度尺寸小于其的底部长度尺寸，所述侧板(4)的两端适配抵接在所述卡槽(3)的槽底；
固定框(6)，所述固定框(6)卡接在所述侧板(4)的顶部，所述固定框(6)的两端均开设有槽孔(7)，所述槽孔(7)内连接调节螺栓(8)；
钢片定位梁(9)，所述钢片定位梁(9)的两端边缘开设通孔(10)，所述调节螺栓(8)连接在所述通孔(10)内，所述钢片定位梁(9)上开设钢片定位缝(11)，所述钢片定位缝(11)的两端与所述通孔(10)连通；
钢片(12)，所述钢片(12)适配卡接在所述钢片定位缝(11)内且其底部与所述底板(1)抵接。
2.根据权利要求1所述的一种用于浇筑复合试样的装置，其特征在于，所述底板(1)上且靠近其两端开设有固定孔(13)，所述第一螺杆(5)水平位于在所述固定孔(13)的上方，所述第一螺杆(5)上对应所述固定孔(13)的上方竖直开设有定位孔，所述定位孔及固定孔内穿设有第二螺杆(18)，所述第二螺杆(18)的顶部连接有第二蝶形螺母(19)。
3.根据权利要求1所述的一种用于浇筑复合试样的装置，其特征在于，所述固定框(6)的两侧固定连接有凸块(14)，所述凸块(14)卡接在所述侧板(4)的顶部外侧。
4.根据权利要求1所述的一种用于浇筑复合试样的装置，其特征在于，所述固定框(6)的两端且对应所述夹板(2)的上方设有刻度标识线(15)。
5.根据权利要求1所述的一种用于浇筑复合试样的装置，其特征在于，所述钢片定位梁(9)及钢片(12)为多个，所述钢片(12)的两端分别与所述夹板(2)的内侧壁抵接。
6.根据权利要求1所述的一种用于浇筑复合试样的装置，其特征在于，所述夹板(2)上开设有连接孔(16)，所述第一螺杆(5)穿设在所述连接孔(16)内，所述连接孔(16)的内径大于所述第一螺杆(5)的外径，所述第一螺杆(5)的端部连接有第一蝶形螺母(17)。
7.根据权利要求1所述的一种用于浇筑复合试样的装置，其特征在于，成组的所述夹板(2)相对平行。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述的用于浇筑复合试样的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：模具装配，将成组的夹板连接在底板上，成组的夹板之间卡接有侧板，侧板的两端适配卡接在卡槽内，且通过第一螺杆将成组的夹板固定夹紧；固定侧板及夹板在底板上的位置；夹板及侧板配合底板形成有顶部开口的浇筑空腔；
步骤二：接触面控制组件的装配，将钢片定位梁置于在固定框的顶部，通过调节螺栓固定钢片定位梁的位置，将钢片适配插入到钢片定位缝中，使其的两端与夹板侧壁抵接，底部与底板抵接，将浇筑空腔分隔成待浇筑的多个空腔；
步骤三：复合试样的浇筑，调配好多种类岩石砂浆，按照预定要求将不同的类岩石砂浆浇筑到多个空腔内，当浇筑到与夹板平齐时，停止浇筑，使用振动台振动90秒后取出钢片，取下固定框及钢片定位梁，用刮刀刮平浇筑料表面；
步骤四：脱模成样，静置24小时后脱模，将夹板拆开，将复合试样放入养护箱，养护28天后制得复合试样。
9.根据权利要求8所述的一种用于浇筑复合试样的装置的使用方法，其特征在于，在步骤一中，底板上且靠近其两端开设有固定孔，第一螺杆上开设有定位孔，定位孔及固定孔内穿设有第二螺杆，第二螺杆的顶部连接有第二蝶形螺母，通过第二螺杆将夹板固定在底板上。
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