CN220251508U - 一种节理岩体直剪试件浇筑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节理岩体直剪试件浇筑装置，包括浇筑模具和注浆管。浇筑模具包括下、下模腔，下注浆管设置止浆仓；两模腔均为上开口的长方体腔，下模腔底板设置中心注浆孔，上模腔底板设置偏心注浆孔和溢流孔；下模腔内设置可上下滑动的夹板，夹板中心设置试件安装孔；夹板两侧与下模腔底板之间对称连接支撑板，支撑板上侧可沿夹板滑动，下侧铰接于下模腔底板上的近侧壁处；支撑板竖直时，夹板上侧与下模腔上端平齐；下模腔侧壁水平嵌装弹性的止浆机构。初始状态时，止浆机构的内端构件位于下模腔中，外端构件贴于止浆仓的内侧壁；支撑板转动至竖直状态时挤压内端构件，使外端构件横断止浆仓；上模腔倒扣并锁紧于下模腔的上方。

Description

一种节理岩体直剪试件浇筑装置

技术领域

本实用新型属于节理岩体直剪试验领域，具体为一种节理岩体直剪试件浇筑装置。

背景技术

岩体是一种典型的天然地质体，经过上百万年甚至上亿年的地质历史作用形成。岩体具有非均质性、非连续性、各向异性等特性，岩体往往由完整的岩石块体和切割岩石块体的不连续地质构造(如断层，结构面，节理面，层理等)组成。节理面等弱面由于其极低的剪切强度，成为决定岩体工程整体稳定性的重要因素。

现常见的节理岩体直剪试验，均通过浇筑混凝土浆液的办法将试件进行固定，常规方法容易导致水泥浆液浇筑不满，形成的预制剪切面缝隙过大，或形成的预制剪切面不平整，对试验结果的准确性有较大的影响；为了注满水泥浆液，通常需要人工少量多次的添加水泥浆液，经常造成材料的浪费和时间的浪费，不符合绿色环保的理念。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可自动注满浇筑模具的节理岩体直剪试件浇筑装置。

本实用新型提供的这种节理岩体直剪试件浇筑装置，包括浇筑模具及其连接的注浆管。所述浇筑模具包括下模腔和上模腔，下模腔和上模腔分别连接注浆管，下模腔连接的注浆管设置有长方体形的止浆仓；下模腔和上模腔均为上开口的长方体腔，下模腔的底板设置中心孔作为注浆孔，上模腔的底板设置偏心孔作为注浆孔，同时设置一个溢流孔；下模腔内设置有可上下滑动的夹板，夹板的中心位置设置有试件安装孔；夹板两侧与下模腔的底板之间对称连接有支撑板，支撑板的上侧可沿夹板左右滑动，下侧可转动铰接于下模腔底板上的近侧壁处；支撑板处于竖直状态时，夹板上表面与下模腔的上端面平齐；下模腔侧壁水平嵌装有弹性的止浆机构，初始状态时，止浆机构的内端构件位于下模腔中，外端构件贴合于止浆仓的内侧侧壁；支撑板转动至竖直状态时挤压止浆机构的内端构件，使止浆机构的外端构件横断止浆仓实现自动止浆；上模腔倒扣并锁紧于下模腔的上方。

上述装置实施时，所述夹板包括两块对夹板，拼合时形成所述试件安装孔，对夹板的侧缘设置有滑动构件。

上述装置实施时，所述下模腔侧壁设置有用于安装所述滑动构件的竖向凹槽。

上述装置实施时，所述支撑板的上侧至少设置有关于对夹板拼合面对称的两个滑动构件，下侧至少铰接有关于对夹板拼合面对称的两个耳板座。

上述装置实施时，所述对夹板的宽度方向设置有用于安装所述滑动构件相应的滑槽，所述耳板座固定于下模腔底板上的近侧壁处。

上述装置实施时，所述止浆机构包括联板、触发球、限位板和和压簧，联板的宽度与止浆仓的内腔宽度匹配，触发球和限位板分别固定于联板的两端，压簧平行于联板布置，一端与触发球固定，另一端连接安装板。

上述装置实施时，所述下模腔的侧壁设置有高度大于所述触发球直径的贯穿孔，所述止浆仓的侧壁设置有高度大于所述联板厚度的贯穿孔。

上述装置实施时，所述安装板的下侧固定于下模腔侧壁的贯穿孔底面，压簧从贯穿孔中伸出，触发球位于下模腔中。

上述装置实施时，所述下模腔和上模腔两对侧壁的顶部对应设置水平板，上下水平板之间通过螺栓连接螺母锁紧。

本实用新型提供的这利用上述装置进行节理岩体直剪试验浇筑固定的方法，包括以下步骤：

一、下部混凝土浇筑

(1)将支撑板转动至竖直状态，将对夹板安装于支撑板的上端，对夹板的上表面与下模腔的上端面平齐；

(2)将试件插入试件安装孔中，节理面与对夹板上表面平齐，在试件安装孔处涂抹粘结胶保证试件的稳定；

(3)均匀施力将对夹板往下压，直至对夹板处于稳定的位置，此时两侧的支撑板对称夹持试件，下模腔的中心区域形成稳定的梯形进浆区；

(4)往下模腔内注浆，进浆区不断扩大的过程中，浆料不断向外挤压两侧的支撑板，支撑板向外转动的同时将对夹板往上推；

(4)支撑板向外转动至竖直状态挤压止浆机构的触发球，止浆机构的限位板横断止浆仓实现止浆，此时对夹板回到与下模腔上端面平齐的初始状态，浆液一次性注满下模腔；

(5)养护；

二、上部混凝土浇筑

将连接好注浆管的上模腔扣合于下模腔上方并锁紧，往上模腔中注浆，溢流孔有浆料溢出时停止注浆。

本实用新型将固定试件的混凝土分两次浇筑，首先通过下模腔及其内腔中连接夹板和支撑板及弹性的止浆机构来浇筑下部混凝土，通过夹板夹持试件的节理面，通过支撑板、夹板和下模腔侧壁在下模腔的中心区域围成封闭的梯形进浆区，随着不断注浆，支撑板被浆液挤压向外转动，同时将夹板往上推，支撑板转动至竖直状态时挤压止浆机构的内端构件，使止浆机构的外端构件横断止浆仓实现自动止浆，此时夹板滑动至其上表面与下模腔的上端面平齐，浆液一次性注满下模腔。养护完成后，光滑的夹板上表面作为剪切节理面，可大大提高试验精度。下部混凝土养护完成后，将上模腔倒扣并锁紧于下模腔的上方，由于试件已通过下部混凝土稳定固定，且已具备光滑的剪切节理面，所以上部混凝土浇筑时，只需设置上模腔及其连接的注浆管，其它结构都不需要，可通过溢流孔判断上模腔中已注满浆液。简言之，本实用新型固定试件的下部混凝土和上部混凝土均可一次性精确注满相应的模具内腔，无需人工补浆，可很好的克服现有技术存在的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的外形示意图。

图2为本实施例中下模腔及其装配结构示意图。

图3为图2的俯视示意图。

图4为下部混凝土浇筑过程中的纵剖示意图。

图5为下部混凝土浇筑完成的状态示意图。

图6为图2中的A部放大示意图。

图7为图3中的B部放大示意图。

图8为图5中的C部放大示意图。

图中序号：

1-下模腔；

2-上模腔；

3-对夹板；

4-支撑板；

5-注浆管；

6-止浆仓；

7-止浆机构；

71-联板；72-触发球；73-限位板；74-压簧；75-安装板；

8-试件。

具体实施方式

结合图1至图8可以看出，本实施例公开的这种节理岩体直剪试件浇筑装置，主要包括下模腔1、上模腔2、对夹板3、支撑板4、注浆管5、止浆仓6和止浆机构7。

下模腔1和上模腔2为上开口的长方体腔，两对侧壁的顶部对应设置水平的带孔连接板，并配套相应的连接螺栓及锁紧螺母。下模腔的底板设置中心孔，上模腔的底板设置偏心孔，且偏心距离大于试件半径。

对夹板3安装于下模腔1中，装配结构为滑块和滑槽，在对夹板3的侧缘设置凸出的滑块31，在下模腔1的侧板内壁设置内凹的竖向滑槽，使对夹板3可沿下模腔1上下滑动。

两块前后布置的对夹板3用于夹持固定试件8，所以对夹板3拼合时，中心位置形成试件安装孔。

支撑板4有左右布置的两块，支撑板4的长度与下模腔1的内腔宽度匹配。

支撑板4的下侧设置关于长度方向中心面对称布置的上凹槽，上凹槽处通过销轴连接双耳板座，销轴可自由转动。

支撑板4的上侧设置下凹槽，下凹槽中通过销轴连接滑轮41。

支撑板4用于支撑对夹板3，对夹板3的宽度方向中心面设置横向滑槽32，

支撑板4安装时，下端连接的双耳板座固定于下模腔1底板的近侧壁处，上端连接的滑轮41置于横向滑槽32中。

注浆管5连接有止浆仓6，止浆仓6为长方体仓，注浆仓在止浆仓处分段，上下段分别固定于止浆仓6的顶面和底面中心，下段的出浆口连接至下模腔1的底板中心。

止浆机构7包括联板71、触发球72、限位板73和压簧74，联板71的宽度与止浆仓6的内腔宽度匹配，触发球72和限位板73分别固定于联板71的两端，压簧74平行于联板71布置，一端与触发球72固定，另一端垂直连接安装板75。

止浆机构7水平布置，下模腔1的侧壁设置有水平安装孔，止浆仓6的近下模腔侧壁设置有联板贯穿孔，水平安装孔的直径略大于触发球的直径。

止浆机构7安装时，安装板75的下侧固定于水平安装孔的底面，压簧74从水平安装孔中伸出，触发球72位于下模腔1中，联板71的外端贯穿止浆仓6的内侧壁，限位板73贴合于止浆仓内侧壁的内侧。

试件浇筑固定时，先通过下模腔1及其连接的上述结构浇筑下部混凝土，具体过程如下：

结构件装配时，先将支撑板4的下侧与下模腔1的底板固定，保证支撑板转动灵活，且转动至竖直状态时，能挤压触发球72使限位板73移动至止浆仓6的外侧内壁，止浆仓6被联板71横断。

在支撑板4处于竖直状态时将对夹板3安装于支撑板的上端：支撑板4与对夹板3通过滑轮41和横向滑槽32装配，同时对夹板3侧缘的滑块31与下模腔1内壁的竖向凹槽装配。

支撑板4处于竖直状态时，对夹板3的上表面与下模腔1的上端面平齐，止浆机构7的触发球72进入下模腔侧壁的贯穿孔中，限位板73与止浆仓6的外侧侧壁内侧接触。

将试件8插入对夹板3中心的试件安装孔中，使试件的节理面与对夹板的上表面平齐，并在试件安装孔处涂抹粘结胶，使试件保持稳定。

给对夹板3均匀施力往下压，两侧的支撑板4上端同时相向运动，当对夹板不能再往下压时，两侧的支撑板分别与试件的两侧接触，在下模腔的中心区域形成稳定的梯形进浆区，如图2所示。

随着支撑板4向内转动，止浆机构7的触发球72和限位板73回到初始状态，止浆仓6的横断打开。

接下来就可以进行注浆了，注浆过程中，浆料同时将两侧的支撑板4向外挤压，使支撑板4绕其下侧的铰接处向外转动，同时将对夹板4往上推，直至支撑板4转动至竖直状态挤压止浆机构的触发球72，使止浆机构的限位板73移动至对侧，联板71将止浆仓6横断阻止浆料注入下模腔，此时对夹板4回到与下模腔1上端面平齐的初始状态，浆液一次性注满下模腔。

接下来进行混凝土养护。

养护完成后，对夹板3作为下部混凝土的顶板，其光滑表面作为剪切试验时的预制剪切节理面。

固定试件的上部混凝土通过上模腔2浇筑，将连接好注浆管5的上模腔倒扣于下模腔1的上端并锁紧。由于试件8已通过下部混凝土固定好，上下混凝土的分界面为对夹板3的光滑表面，所以上模腔2连接的注浆管5无需连接止浆仓，也无需配置止浆机构，上模腔内也无需安装支撑板和对夹板，仅需在上模腔制作时，在顶板上设置一个溢流孔。

由于上模腔2中为从上往下注浆，所以将注浆口在上模腔的顶板上偏心设置，以更利于试件上半部分的浇筑固定。

注浆过程中，观察到上模腔2顶板上的溢流孔中有浆液溢出时停止注浆，即保证上模腔中已注满浆液。

总结来说，本实用新型将固定试件的混凝土分两次浇筑，首先通过下模腔及其内腔中连接夹板和支撑板及弹性的止浆机构来浇筑下部混凝土，通过夹板夹持试件的节理面，通过支撑板、夹板和下模腔侧壁在下模腔的中心区域围成封闭的梯形进浆区，随着不断注浆，支撑板被浆液挤压向外转动，同时将夹板往上推，支撑板转动至竖直状态时挤压止浆机构的内端构件，使止浆机构的外端构件横断止浆仓实现自动止浆，此时夹板滑动至其上表面与下模腔的上端面平齐，浆液一次性注满下模腔。养护完成后，光滑的夹板上表面作为剪切节理面，可大大提高试验精度。下部混凝土养护完成后，将上模腔倒扣并锁紧于下模腔的上方，由于试件已通过下部混凝土稳定固定，且已具备光滑的剪切节理面，所以上部混凝土浇筑时，只需设置上模腔及其连接的注浆管，其它结构都不需要，可通过溢流孔判断上模腔中已注满浆液。简言之，本实用新型固定试件的下部混凝土和上部混凝土均可一次性精确注满相应的模具内腔，无需人工补浆，可很好的克服现有技术存在的缺陷。

Claims (7)

1.一种节理岩体直剪试件浇筑装置，包括浇筑模具及其连接的注浆管，其特征在于：

所述浇筑模具包括下模腔和上模腔，下模腔和上模腔分别连接注浆管，下模腔连接的注浆管设置有长方体形的止浆仓；

下模腔和上模腔均为上开口的长方体腔，下模腔的底板设置中心孔作为注浆孔，上模腔的底板设置偏心孔作为注浆孔，同时设置一个溢流孔；

下模腔内设置有可上下滑动的夹板，夹板的中心位置设置有试件安装孔；

夹板两侧与下模腔的底板之间对称连接有支撑板，支撑板的上侧可沿夹板左右滑动，下侧可转动铰接于下模腔底板上的近侧壁处；

支撑板处于竖直状态时，夹板上表面与下模腔的上端面平齐；

下模腔侧壁水平嵌装有弹性的止浆机构，初始状态时，止浆机构的内端构件位于下模腔中，外端构件贴合于止浆仓的内侧侧壁；

支撑板转动至竖直状态时挤压止浆机构的内端构件，使止浆机构的外端构件横断止浆仓实现自动止浆；

上模腔倒扣并锁紧于下模腔的上方；

所述夹板包括两块对夹板，拼合时形成所述试件安装孔，对夹板的侧缘设置有滑动构件；

所述下模腔侧壁设置有用于安装所述滑动构件的竖向凹槽。

2.如权利要求1所述的节理岩体直剪试件浇筑装置，其特征在于：所述支撑板的上侧至少设置有关于对夹板拼合面对称的两个滑动构件，下侧至少铰接有关于对夹板拼合面对称的两个耳板座。

3.如权利要求2所述的节理岩体直剪试件浇筑装置，其特征在于：所述对夹板的宽度方向设置有用于安装所述滑动构件相应的滑槽，所述耳板座固定于下模腔底板上的近侧壁处。

4.如权利要求1所述的节理岩体直剪试件浇筑装置，其特征在于：所述止浆机构包括联板、触发球、限位板和和压簧，联板的宽度与止浆仓的内腔宽度匹配，触发球和限位板分别固定于联板的两端，压簧平行于联板布置，一端与触发球固定，另一端连接安装板。

5.如权利要求4所述的节理岩体直剪试件浇筑装置，其特征在于：所述下模腔的侧壁设置有高度大于所述触发球直径的贯穿孔，所述止浆仓的侧壁设置有高度大于所述联板厚度的贯穿孔。

6.如权利要求5所述的节理岩体直剪试件浇筑装置，其特征在于：所述安装板的下侧固定于下模腔侧壁的贯穿孔底面，压簧从贯穿孔中伸出，触发球位于下模腔中。

7.如权利要求1所述的节理岩体直剪试件浇筑装置，其特征在于：所述下模腔和上模腔两对侧壁的顶部对应设置水平板，上下水平板之间通过螺栓连接螺母锁紧。