CN208399244U - 刀头可更换的花岗岩单裂隙制备模具 - Google Patents
刀头可更换的花岗岩单裂隙制备模具 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种刀头可更换的花岗岩单裂隙制备模具，广泛适用于岩石裂隙渗流行为模拟研究和核素在花岗岩单裂隙中迁移行为研究等领域，包括模具刀头、模具上下底板、模具引导杆和样品固定柱四个主体结构；模具刀头刀刃角设计为60度，刀刃宽度小于1mm；模具分别有上、下两个承压底板，底板采用不锈钢材质；模具底板中部设有刀头安装槽；在模具下底板上设有四根引导杆，其位置分别与模具上底板的圆孔位置一一对位，模具下底板刀头中部两侧分别设有样品固定柱，其上有一根直径为1cm的移动杆和一个螺纹孔。本实用新型采用可更换的刀头设计，使用方便、应用范围广泛。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种刀头可更换的花岗岩单裂隙制备模具，广泛适用于岩石裂隙渗流行为模拟研究和核素在花岗岩单裂隙中迁移行为研究等领域。
背景技术
完整的花岗岩岩体具有低渗透性，通常被选作为放射性废物处置的优良天然屏障，然而在漫长的地质过程中，受内、外动力地质作用，岩体结构将发生一定变化，产生发育程度、几何形态以及空间结构不同的裂隙，如断层、节理、风化裂隙等。这些裂隙可作为地下水流的主要通道，影响和控制地下水流的渗流、放射性核素的扩散与迁移等。为弄清花岗岩体中的水流渗流机制和核素运移机制，科研工作者目前普遍采用的办法是利用花岗岩单裂隙介质来开展渗流和核素运移实验研究，因此，花岗岩单裂隙介质的选取与制备是该实验研究中的关键环节。
传统上实验研究采用的花岗岩单裂隙介质为人造平行板花岗岩单裂隙，这种人造裂隙是光滑平直、等宽度的，且裂隙宽度较长度小得多，与实际有一定粗糙度且隙宽变化的花岗岩单裂隙差异较大，因此其实验结果常常偏离实际情况。为此，一些科研工作者提出借助巴西劈裂法制备花岗岩单裂隙来模拟天然花岗岩粗糙裂隙，他们普遍采用的岩石劈裂模具由上下两个带有垫条的承压板构成，承压板底部粘有直径为1～2mm的垫条。实验时，将岩石劈裂模具置于压力试验机的承压板间，压力试验机的压力通过垫条作用到花岗岩圆柱状样品上，使其受到径向破坏而开裂。然而，由于垫条直径较小，使用该模具劈裂花岗岩样品时往往只是使其出现裂纹，在进一步加压的过程中样品可能裂成碎片，并不能很好地将样品劈裂开来。同时，岩样在该模具中对齐放置时有一定难度，使得贯穿劈裂岩样困难较大。
因此，需要研究新型的岩石劈裂模具，能够实现花岗岩样品的一步劈裂，制备出贯穿花岗岩样品柱体的单裂隙，便于更好地开展花岗岩单裂隙中的渗流和核素迁移行为研究。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是建设一种刀头可更换的花岗岩单裂隙制备模具，实现花岗岩单裂隙的高效制备，且结构简单、使用方便。
技术方案：包括模具刀头、模具上下底板、模具引导杆和样品固定柱四个主体结构；模具刀头刀刃角设计为60度，刀刃宽度小于1mm，刀头刀刃面长度为2cm；模具分别有上、下两个承压底板，底板采用不锈钢材质，其厚度为2cm；模具底板中部设有刀头安装槽；在模具下底板上设有四根引导杆，引导杆直径为1cm，其位置分别与模具上底板四个直径为1cm的圆孔位置一一对位，模具下底板刀头中部两侧分别设有样品固定柱，其上有一根直径为1cm的移动杆和一个螺纹孔。
有益效果：本实用新型研制了一种新型花岗岩单裂隙制备模具，该装置采用可更换的刀头设计，岩石劈裂效果好，且使用方便、应用范围广泛。
附图说明
实用新型的具体结构由以下的实施案例及其附图给出。
图1为制备模具三维结构图；
在图1中：1-上底板，2-引导杆，3-刀头安装槽，4-下底板，5-固定螺母，6-移动杆，7-刀头，8-固定柱。
图2为制备模具侧视图。
下面结合图1详细说明花岗岩单裂隙制备模具的操作方法。
具体实施方式
本实用新型整个装置包括模具刀头、模具上下底板、模具引导杆和样品固定柱四个主体结构；
(1)模具刀头设计：为有效劈裂花岗岩等硬度较大的岩土样品，模具刀头采用高碳钢材质，呈三角形状。根据文献研究结果，刀刃角为60度时刀头劈裂花岗岩效率较高，因此，将模具刀头刀刃角设计为60度。同时为提高刀头的锋利度，将刀刃宽度磨削至小于1mm。通常实验室选取的花岗岩样品直径为5cm，为实现样品一步完全劈裂，刀头刀刃面长度设计为2cm。
(2)模具底板设计：模具分别有上、下两个承压底板，底板采用不锈钢材质，其厚度为2cm。为便于刀头磨损后及时更换及根据不同材质选用不同的刀头，模具底板中部设有刀头安装槽。
(3)模具引导杆设计：为制备出贯穿花岗岩中部的单裂隙，模具承压时必须保证上下底板严格对齐，因此在模具下底板上设有四根引导杆，引导杆直径为1cm，其位置分别与模具上底板四个直径为1cm的圆孔位置严格对应。
(4)样品固定柱设计：为避免样品在承压后位置发生左右偏离甚至脱离刀头，模具下底板刀头中部两侧分别设有样品固定柱，其上有一根直径为1cm的移动杆和一个M6的螺纹孔。实验时，利用固定柱上的移动杆从样品中部将样品夹持，同时利用M6的螺母将移动杆牢牢固定。
花岗岩单裂隙制备模具三维结构如图1所示。模具的主体结构包括上底板1和下底板4。模具刀头7通过刀头安装槽3分别固定于底板上。花岗岩圆柱状样品水平放置于刀头7上，调节固定柱8上的可移动杆6，将其与花岗岩样品中部对齐，并用固定螺母5将可移动杆6牢牢固定，从而实现花岗岩样品的固定。模具上底板1通过引导杆2与模具下底板4严格匹配。最后将模具置于压力试验机上，实施花岗岩样品的劈裂。
Claims (1)
1.一种刀头可更换的花岗岩单裂隙制备模具，其特征在于：包括模具刀头、模具上下底板、模具引导杆和样品固定柱四个主体结构；模具刀头刀刃角设计为60度，刀刃宽度小于1mm，刀头刀刃面长度为2cm；模具分别有上、下两个承压底板，底板采用不锈钢材质，其厚度为2cm；模具底板中部设有刀头安装槽；在模具下底板上设有四根引导杆，引导杆直径为1cm，其位置分别与模具上底板四个直径为1cm的圆孔位置一一对位，模具下底板刀头中部两侧分别设有样品固定柱，其上有一根直径为1cm的移动杆和一个螺纹孔。
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|---|---|---|---|---|
| CN110118669A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-13 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种用于岩石力学实验室内定角度钻取岩心的装置 |
| CN111413175A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-14 | 中国石油大学(华东) | 一种裂缝特征可控的岩心造缝装置及方法 |
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| CN110118669A (zh) * | 2019-05-22 | 2019-08-13 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种用于岩石力学实验室内定角度钻取岩心的装置 |
| CN110118669B (zh) * | 2019-05-22 | 2020-02-14 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种用于岩石力学实验室内定角度钻取岩心的装置 |
| CN111413175A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-14 | 中国石油大学(华东) | 一种裂缝特征可控的岩心造缝装置及方法 |
| CN111413175B (zh) * | 2020-05-07 | 2021-07-06 | 中国石油大学(华东) | 一种裂缝特征可控的岩心造缝装置及方法 |
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