CN217738805U - 人工预制裂隙岩体试样制作模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了人工预制裂隙岩体试样制作模具，包括底座、第一钢模和第二钢模，第一钢模上设有第一接触面，第二钢模上设有第二接触面，第一接触面和第二接触面相连接，第一钢模和第二钢模的底部均与底座连接，以使第一钢模、第二钢模以及底座形成裂隙成型腔，裂隙成型腔的顶部设置有开口，用于浇筑模具，裂隙成型腔的内腔设置有至少一个裂隙成型片，第一钢模的外表面和/或第二钢模的外表面安装有至少一个裂隙调节构件，能够解决现有的模具取样成功后的物理力学参数一般都具有离散性，不能够体现完整岩石的力学特性，从而对取样结构面随机分布对试验结果分析产生影响的问题。

Description

人工预制裂隙岩体试样制作模具

技术领域

本实用新型属于岩体结构面物理性能测试试验技术领域，具体涉及人工预制裂隙岩体试样制作模具。

背景技术

我国拥有大量的矿产资源，自从西部大开发以来，越来越多的的水利、交通、能源等工程建立起来，但是这些工程在建设过程中，总是面临着各种各样的岩土工程问题这些问题主要为在建设过程中岩体的稳定性问题。岩体的稳定性是由多种因素所决定的，而直接影响岩体稳定性的是其内部的微裂隙和节理面。它在受到外部作用力时，根据其力学特性将对工程的设计、施工和运营产生直接影响。

在现实研究中的模具，对于成功钻取的岩样，其物理力学参数一般都具有离散性，不能够体现完整岩石的力学特性，从而对取样结构面随机分布对试验结果分析产生影响。

发明内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供人工预制裂隙岩体试样制作模具，能够解决现有的模具取样成功后的物理力学参数一般都具有离散性，不能够体现完整岩石的力学特性，从而对取样结构面随机分布对试验结果分析产生影响的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了人工预制裂隙岩体试样制作模具，包括底座、第一钢模和第二钢模，第一钢模上设有第一接触面，第二钢模上设有第二接触面，第一接触面和第二接触面相连接，第一钢模和第二钢模的底部均与底座连接，以使第一钢模、第二钢模以及底座形成裂隙成型腔，裂隙成型腔的顶部设置有开口，用于浇筑模具；

裂隙成型腔的内腔设置有至少一个裂隙成型片，第一钢模的外表面和/或第二钢模的外表面安装有至少一个裂隙调节构件，裂隙成型片的一端贯穿第一钢模的侧壁和/或第二钢模的侧壁与裂隙调节构件相连接，以使裂隙调节构件调整裂隙成型片的运动位置。

可选的，裂隙调节构件包括裂隙调节器、至少一个紧固件和安装件，安装件安装在第一钢模的外表面上和/或第二钢模的外表面上，裂隙调节器安装在安装件上，且裂隙调节器与安装件同轴设置，至少一个紧固件依次连接裂隙调节器与安装件，以使裂隙调节器在预设位置停止运动。

可选的，裂隙调节器上设置有卡槽，其中，卡槽与裂隙调节器同轴设置，裂隙成型片的一端贯穿安装件与卡槽连接。

可选的，裂隙调节器的外表面设置有外齿，至少一个紧固件与外齿相互配合，紧固件与安装件相连接。

可选的，安装件上设置有角度刻标。

可选的，第一钢模靠近第一接触面的两侧和第二钢模靠近第二接触面的两侧均设置有连接件，第一钢模上的连接件和第二钢模上的连接件通过锁紧结构相连接。

可选的，锁紧结构包括锁紧件和固定件，连接件上均设置有通孔，锁紧件依次穿过第一钢模上的连接件的通孔和第二钢模上的连接件的通孔，固定件与锁紧件相连接。

有益效果

本实用新型的实施例中所提供的人工预制裂隙岩体试样制作模具，通过将第一钢模和第二钢模相互连接，且第一钢模和第二钢模的一端均可拆卸的连接底座，形成裂隙成型腔，裂隙成型片是根据裂隙的实际深度和位置进行设置，通过裂隙调节构件带动裂隙成型片转动到实际使用的角度，并进行固定，通过开口进行浇筑模具。在初凝时，取出裂隙成型片，形成了裂隙，终凝后，将第一钢模和第二钢模分开，同时与底座分开，进而方便进行对岩体的物理力学性质试验研究。本实用新型所提供的人工预制裂隙岩体试样制作模具，其结构可靠，该模具采用模块化设计，拆卸安装方便，并且可重复使用，浇筑效果好，成本较低，能有效解决现场取样结构面随机分布对试验结果分析的影响，有利于探究节理倾角、连通率等几何因素对岩石强度的影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例的人工预制裂隙岩体试样制作模具的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的第一钢模的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的裂隙调节构件的结构示意图。

附图标记表示为：

1、底座；2、第一钢模；3、第二钢模；4、裂隙成型腔；5、固定件；6、裂隙成型片；7、裂隙调节构件；70、裂隙调节器；71、紧固件；72、安装件；8、卡槽；9、角度刻标；10、连接件；11、锁紧件。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本实用新型的实施例，人工预制裂隙岩体试样制作模具，请参照图1，包括底座1、第一钢模2和第二钢模3，第一钢模2上设有第一接触面，第二钢模3上设有第二接触面，第一接触面和第二接触面相连接，第一钢模2和第二钢模3的底部均与底座1连接，以使第一钢模2、第二钢模3以及底座1形成裂隙成型腔4，裂隙成型腔4的顶部设置有开口，用于浇筑模具；请参照图2，裂隙成型腔4的内腔设置有至少一个裂隙成型片6，第一钢模2的外表面和/或第二钢模3的外表面安装有至少一个裂隙调节构件7，裂隙成型片6的一端贯穿第一钢模2的侧壁和/或第二钢模3的侧壁与裂隙调节构件7相连接，以使裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的运动位置。本实用新型通过将第一钢模2和第二钢模3相互连接，且第一钢模2和第二钢模3的一端均可拆卸的连接底座1，形成裂隙成型腔4，裂隙成型片6是根据裂隙的实际深度和位置进行设置，通过裂隙调节构件7带动裂隙成型片6转动到实际使用的角度，并进行固定，通过开口进行浇筑模具。在初凝时，取出裂隙成型片6，形成了裂隙，终凝后，将第一钢模2和第二钢模3分开，同时与底座1分开，进而方便进行对岩体的物理力学性质试验研究。解决现有的模具取样成功后的物理力学参数一般都具有离散性，不能够体现完整岩石的力学特性，从而对取样结构面随机分布对试验结果分析产生影响的问题。

进一步的，第一钢模2和第二钢模3的截面形状均为半圆形，即第一钢模2和第二钢模3均是半圆柱形，第一钢模2和第二钢模3相互连接，进而形成一个完整的圆柱体，其中完整的圆柱体内部设有空腔。

进一步的，请参照图1，第一钢模2上的第一接触面上设有第一L形槽，第一L形槽位于第一钢模2的内侧壁，第二钢模3上的第二接触面上设置有第二L形槽，第二L形槽位于第二钢模3的外侧壁，第一接触面和第二接触面相互贴合时，即第一钢模2插接到第二L形槽内，第二钢模3插接到第一L形槽内，进而形成插接连接，不仅起到很好的密封作用，且提高第一钢模2和第二钢模3之间的连接精确度，避免在浇筑过程中，第一钢模2和第二钢模3之间发生错位，影响浇筑的效果。

进一步的，第一钢模2和第二钢模3的底部均与底座1之间是可拆卸地连接，第一钢模2和第二钢模3插接的固定在底座1上，本实用新型对具体的固定方式不做进一步的限定，根据实际的使用进行固定，实现固定牢固同时更便于拆卸即可。进而通过第一钢模2的内侧壁、第二钢模3的内侧壁以及底座1的上表面形成一个裂隙成型腔4，裂隙成型腔4的上端的开口，是向裂隙成型腔4内进行浇筑。

进一步的，裂隙成型片6的数量本实用新型不做限定，根据实际的使用进行选择，浇筑时需要多个裂隙，即设置多个裂隙成型片6。

作为一种实施方式，第一钢模2的外表面安装至少一个裂隙调节构件7。即在第一钢模2的外表面的任意位置安装至少一个裂隙调节构件7，其中，裂隙调节构件7的数量与裂隙成型片6的数量相同，即一个裂隙成型片6对应一个裂隙调节构件7，便于通过裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的转动的角度和伸缩的长度。

作为又一种实施方式，第二钢模3的外表面安装至少一个裂隙调节构件7。具体连接方式和数量均与上述的描述一致，本实施方式中不做具体的阐述。

作为又一种实施方式，第一钢模2的外表面和第二钢模3的外表面均安装有至少一个裂隙调节构件7。即第一钢模2的外表面上的任意位置安装至少一个裂隙调节构件7，第二钢模3的外表面上的任意位置安装至少一个裂隙调节构件7。具体连接方式和数量均与上述的描述一致，本实施方式中不做具体的阐述。

进一步的，裂隙成型片6的一端与裂隙调节构件7相连接，裂隙成型片6的另一端插接到浇筑的模具中，即与浇筑后的试样形成裂隙。

作为一种实施方式，裂隙成型片6的一端贯穿第一钢模2的侧壁与裂隙调节构件7相连接，以使裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的运动位置。具体的，裂隙成型片6的一端只是与第一钢模2上的裂隙调节构件7相互连接，通过裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的角度和伸缩的深度。

作为又一种实施方式，裂隙成型片6的一端贯穿第二钢模3的侧壁与裂隙调节构件7相连接，以使裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的运动位置。具体的，裂隙成型片6的一端只是与第二钢模3上的裂隙调节构件7相互连接，通过裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的角度和伸缩的深度.

作为又一种实施方式，裂隙成型片6的一端贯穿第一钢模2的侧壁和第二钢模3的侧壁与裂隙调节构件7相连接，以使裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的运动位置。具体的，裂隙成型片6的一端与第一钢模2上的裂隙调节构件7相连接，同时裂隙成型片6的一端也与第二钢模3上的裂隙调节构件7相连接，即第一钢模2和第二钢模3上的均设置有裂隙调节构件7，即通过裂隙调节构件7调整裂隙成型片6的角度和伸缩的深度。

请参照图3，裂隙调节构件7包括裂隙调节器70、至少一个紧固件71和安装件72，安装件72安装在第一钢模2的外表面上和/或第二钢模3的外表面上，裂隙调节器70安装在安装件72上，且裂隙调节器70与安装件72同轴设置，至少一个紧固件71依次连接裂隙调节器70与安装件72，以使裂隙调节器70在预设位置停止运动。通过安装件72与第一钢模2和第二钢模3固定连接，裂隙调节器70通过紧固件71，实现裂隙调节器70在固定和转动的两个状态中切换。实现对裂隙成型片6角度的调整，且固定稳固。

进一步的，安装件72为底盘，安装件72与第一钢模2的外表面或者与第二钢模3的外表面或者是同时设置在第一钢模2的外表面和第二钢模3的外表面，安装件72均是通过螺纹固定连接，不仅安装简单，且便于拆卸。

进一步的，裂隙调节器70与安装件72之间是可拆卸设置，且相互同轴安装，提高调节的精度，便于更换裂隙调节器70，不仅安装简单且方便更换。

进一步的，紧固件71的数量本实用新型不做进一步的限定，根据实际的使用进行选择。其中，紧固件71为紧固螺栓，紧固件71与安装件72通过螺纹固定连接。紧固件71依次连接裂隙调节器70与安装件72连接，紧固件71将裂隙调节器70固定在安装件72上，即将裂隙调节器70进行固定，进而实现裂隙成型片6固定。当紧固件71与安装件72分开，即裂隙调节器70可以相对于安装件72进行转动，调节裂隙成型片6的角度。具体的角度本实用新型不做进一步的限定，根据实际的使用进行转动调整角度即可。预设位置是根据实际的使用进行设定，即在不同的角度和伸缩的深度不同。实现裂隙调节器70在转动和锁死之间切换，锁死即固定。使用方便，调整便捷。

裂隙调节器70上设置有卡槽8，其中，卡槽8与裂隙调节器70同轴设置，裂隙成型片6的一端贯穿安装件72与卡槽8连接。通过卡槽8便于安装裂隙成型片6。

进一步的，裂隙成型片6插入到开槽8内，即裂隙成型片6伸入到裂隙成型腔4内的长度根据实际的使用进行选择，即只要达到所需的裂隙深度即可。所以裂隙成型片6是可以通过卡槽8进行自由伸缩，以控制裂隙的深度。

进一步的，卡槽8的宽度大小可以与裂隙成型片6的宽度大小一致或者是不一致，其中，卡槽8的宽度大小与裂隙成型片6的宽度大小一致，即直接将裂隙成型片6插入到卡槽内即可；若卡槽8的宽度大小与裂隙成型片6的宽度大小不一致，即将裂隙成型片6的外表面套一层外壳，进而形成外壳的尺寸与卡槽8的尺寸一致即可。进而卡槽8的大小可以自由设置以满足裂隙的大小要求。

裂隙调节器70的外表面设置有外齿，至少一个紧固件71与外齿相互配合，紧固件71与安装件72相连接。通过紧固件71插接到外齿上，与安装件72螺纹紧固，进而实现对裂隙调节器70进行固定连接。

进一步的，裂隙调节器70是齿轮样式，外表面具有一圈外齿，紧固件71即固定螺栓可插进外齿，起到固定作用。

进一步的，紧固件71可通过手拧在安装件72上进行拆卸或者安装。结构简单，安装和拆卸方便，便于使用。

安装件72上设置有角度刻标9，卡槽8和角度刻标9相对应，即便于通过裂隙调节器70进行角度的调整。裂隙调节器可以自由转动已达到所需要的裂隙角度。

第一钢模2靠近第一接触面的两侧和第二钢模3靠近第二接触面的两侧均设置有连接件10，第一钢模2上的连接件10和第二钢模3上的连接件10通过锁紧结构相连接，锁紧结构包括锁紧件11和固定件5，连接件10上均设置有通孔，锁紧件11依次穿过第一钢模2上的连接件10的通孔和第二钢模3上的连接件10的通孔，固定件5与锁紧件11相连接。第一钢模2和第二钢模3之间通过锁紧结构相互固定连接，便于安装和拆卸，同时便于脱模。

进一步的，连接件10可以与第一钢模2是一体制成，或者是连接件10与第二钢模3是一体制成，或者连接件10与第一钢模2之间或者是连接件10与第二钢模3之间均是通过焊接或者螺纹连接。本实用新型不做进一步的限定，实现紧固连接即可。

进一步的，锁紧件11为连接螺栓，固定件5为螺母，即锁紧件11穿过连接件10通过固定件5与锁紧件11螺纹连接，即将第一钢模2和第二钢模3相互固定连接，同时便于将第一钢模2和第二钢模3拆分。非常方便的对第一钢模2和第二钢模3进行拆卸和组装，以方便模型成型后的取模操作。

本实用新型中，当裂隙调节器70处于锁死状态时，即固定状态，指的是紧固件71处于拧死状态，此时的裂隙调节器70无法进行角度调节；这样就可以确保模型在浇筑和振捣过程中不会因影响到裂隙成型片6，以此确保最终成型的模型中裂隙的倾斜角度的准确性。而当裂隙调节器70处于可转动状态时，指的是裂隙调节器70可以进行相对转动，此时可通过转动裂隙调节器70来对裂隙成型片6的倾斜角度进行控制，进而可非常方便地获得模型中裂隙倾斜所需的角度。另外，当裂隙调节器70达到其所需的角度位置后，可通过拧动紧固件71令其为锁死状态，以稳定裂隙成型片6的倾斜角度。

本实用新型另一方面提供了人工预制裂隙岩体试样制作模具的使用方法，具体的使用操作步骤如下：

步骤一：通过锁紧件11和固定件5将第一钢模2和第二钢模3相互固定连接，同时将第一钢模2和第二钢模3固定在底座1上；

步骤二：根据实验的要求，将裂隙调节器70拧到要求的角度，然后将紧固件71拧入安装件72上；

步骤三：根据试验的要求，将裂隙成型片6放置在卡槽8内；

步骤四：拼装完成后，按照试验要求，从开口上端开始浇筑模具并振动捣实；

步骤五：在材料初凝时，先取出竖向裂隙成型片6，形成裂隙；待终凝之后，先拆卸锁紧件11和固定件5，然后将第一钢模2和第二钢模3拆除，完成脱模及试样制作，准备进行下一步岩体的物理力学性质试验研究；

步骤六：清洗模具各部件，以便下次重复使用。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

Claims (7)

1.人工预制裂隙岩体试样制作模具，其特征在于，包括底座（1）、第一钢模（2）和第二钢模（3），第一钢模（2）上设有第一接触面，第二钢模（3）上设有第二接触面，第一接触面和第二接触面相连接，第一钢模（2）和第二钢模（3）的底部均与底座（1）连接，以使第一钢模（2）、第二钢模（3）以及底座（1）形成裂隙成型腔（4），裂隙成型腔（4）的顶部设置有开口，用于浇筑模具；

裂隙成型腔（4）的内腔设置有至少一个裂隙成型片（6），第一钢模（2）的外表面和/或第二钢模（3）的外表面安装有至少一个裂隙调节构件（7），裂隙成型片（6）的一端贯穿第一钢模（2）的侧壁和/或第二钢模（3）的侧壁与裂隙调节构件（7）相连接，以使裂隙调节构件（7）调整裂隙成型片（6）的运动位置。

2.根据权利要求1所述的人工预制裂隙岩体试样制作模具，其特征在于，裂隙调节构件（7）包括裂隙调节器（70）、至少一个紧固件（71）和安装件（72），安装件（72）安装在第一钢模（2）的外表面上和/或第二钢模（3）的外表面上，裂隙调节器（70）安装在安装件（72）上，且裂隙调节器（70）与安装件（72）同轴设置，至少一个紧固件（71）依次连接裂隙调节器（70）与安装件（72），以使裂隙调节器（70）在预设位置停止运动。

3.根据权利要求2所述的人工预制裂隙岩体试样制作模具，其特征在于，裂隙调节器（70）上设置有卡槽（8），其中，卡槽（8）与裂隙调节器（70）同轴设置，裂隙成型片（6）的一端贯穿安装件（72）与卡槽（8）连接。

4.根据权利要求2所述的人工预制裂隙岩体试样制作模具，其特征在于，裂隙调节器（70）的外表面设置有外齿，至少一个紧固件（71）与外齿相互配合，紧固件（71）与安装件（72）相连接。

5.根据权利要求2所述的人工预制裂隙岩体试样制作模具，其特征在于，安装件（72）上设置有角度刻标（9）。

6.根据权利要求1所述的人工预制裂隙岩体试样制作模具，其特征在于，第一钢模（2）靠近第一接触面的两侧和第二钢模（3）靠近第二接触面的两侧均设置有连接件（10），第一钢模（2）上的连接件（10）和第二钢模（3）上的连接件（10）通过锁紧结构相连接。

7.根据权利要求6所述的人工预制裂隙岩体试样制作模具，其特征在于，锁紧结构包括锁紧件（11）和固定件（5），连接件（10）上均设置有通孔，锁紧件（11）依次穿过第一钢模（2）上的连接件（10）的通孔和第二钢模（3）上的连接件（10）的通孔，固定件（5）与锁紧件（11）相连接。

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