制作帶裂紋脆性材料長方體模型的模具的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及的是一種制作帶裂紋脆性材料長方體模型的模具，通過帶有裂紋片的模具，精確制作含裂紋脆性材料長方體模型，用于模擬實體巖石、混泥土等脆性材料原型及研宄其中裂紋的擴(kuò)展機(jī)理和裂紋尺寸效應(yīng)。屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:
目前，根據(jù)巖石、混凝土等脆性材料的力學(xué)實驗要求，需要將待測試樣制作成特定的形狀，在對應(yīng)的力學(xué)實驗機(jī)上進(jìn)行實驗，以獲取相關(guān)力學(xué)參數(shù)。對于圓柱樣和方柱樣的制作，目前的切割技術(shù)已非常成熟，能夠得到較為精確尺寸的巖樣，但對于某些測定脆性材料斷裂韌度的試驗或在研宄脆性材料裂隙結(jié)構(gòu)面擴(kuò)展機(jī)理及裂紋尺寸效應(yīng)的問題中，常常需要在其中加工一些裂紋，例如在利用中心巴西圓盤試驗、三點彎曲試驗、剪切盒試驗等測定巖石斷裂韌度時，需要巖樣中加工一定厚度和長度的薄裂紋；在研宄裂隙結(jié)構(gòu)面擴(kuò)展機(jī)理及裂紋尺寸效應(yīng)時，需要在脆性材料內(nèi)部加工一定數(shù)量、形狀和組合形式的裂紋。由于切割技術(shù)的限制，無法切割獲取較為精確形狀的裂隙，這也就給上述實驗的實施帶來了一定的局限性。
[0003]地質(zhì)力學(xué)模型試驗?zāi)壳耙驯容^成熟，根據(jù)相似原理，通過相似材料來實現(xiàn)物理力學(xué)現(xiàn)象與原型材料相似，目前，國內(nèi)外的學(xué)者對各種巖石等脆性體相似材料的研宄已較為完善，并在研宄裂隙結(jié)構(gòu)面擴(kuò)展機(jī)理及裂紋尺寸效應(yīng)中廣泛使用，但用于制作含裂紋脆性材料長方體模型的模具卻顯得略微粗超，使用也不方便，這些模具常采用先制作對應(yīng)尺寸柱體模型，在材料初凝之前插入裂紋片的方法預(yù)制裂紋，這種方法不能精確保證預(yù)制裂紋的插入角度以及對原樣擾動較大，致使研宄結(jié)果的離散程度比較大。
[0004]因此設(shè)計能方便且精確制作帶有裂紋脆性材料長方體模型的模具，對研宄含裂隙結(jié)構(gòu)面的實體脆性材料特性具有重要意義。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是為了提供一種能有效解決實體脆性材料受切割技術(shù)的限制，無法在滿足精度的前提下，制成含規(guī)定尺寸裂縫的試樣，以及現(xiàn)有模具預(yù)制含裂紋脆性材料試樣過于粗糙的問題，使用方便，且能制作含有精確形狀尺寸裂縫的脆性材料長方體模型的模具。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的:
本發(fā)明制作帶裂紋脆性材料長方體模型的模具，底模上的拼裝的左側(cè)模和右側(cè)模與底模間形成長方體模具腔，左、右側(cè)模上分別有底部安裝座并通過底部安裝座及連接件固定在底模上，在左、右側(cè)模相對應(yīng)面上有同軸的左安裝孔、右安裝孔，左、右安裝孔上分別裝有帶臺階的左預(yù)制裂紋模塊、帶臺階的右預(yù)制裂紋模塊，左、右預(yù)制裂紋模塊上有至少一條貫通的裂紋片安裝縫，每條裂紋片安裝縫上裝有一端帶限位部的裂紋片，裂紋片帶連接孔的另一端依次穿過左、右預(yù)制裂紋模塊上的裂紋片安裝縫后與連接件配合，裂紋片安裝縫的數(shù)量視需要而定，可為一條或多條。
[0007]上述的左、右側(cè)模拼裝處有互相配合的凸部和凹部。
[0008]上述的左、右側(cè)模上的左安裝孔、右安裝孔的截面形狀為圓形，左、右側(cè)模上相對對應(yīng)的左、右預(yù)制裂紋模塊的位置分別有以對應(yīng)左、右安裝孔中心為圓心的數(shù)個插槽，左、右預(yù)制裂紋模塊上相對對應(yīng)的插槽的位置有與插槽配合的錐形插件。
[0009]上述的裂紋片安裝縫為中心裂縫或邊裂縫或多條平行裂縫或多條成角度分布的裂縫或多條成直線分布的裂縫。
[0010]上述的裂紋片的形狀為等厚薄片或橢圓形薄片。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點如處:
1.制作帶裂紋脆性材料長方體模型的模具將各模塊拼裝、填料、拆模和養(yǎng)護(hù)模型，即可獲得所需要的含裂紋脆性材料長方體模型，操作簡便，解決了目前受切割技術(shù)的限制，無法獲得含特定形狀和組合形式裂紋的試樣模型的問題。
[0012]2.制作帶裂紋脆性材料長方體模型的模具設(shè)計能夠通過數(shù)控機(jī)床精確制作各模塊，特別是裂縫尺寸規(guī)格和傾斜角度能夠達(dá)到較高的精度，彌補(bǔ)了目前制作帶裂紋柱體模型模具較粗糙的問題。
[0013]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明立體圖。
[0014]圖2為圖1中的A向視圖。
[0015]圖3為圖2的剖視圖。
[0016]圖4為圖2的俯視圖。
[0017]圖5為左側(cè)模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6為圖5的左視圖。
[0019]圖7為圖5的俯視圖。
[0020]圖8為右側(cè)模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖9為圖8的左視圖。
[0022]圖10為圖8的俯視圖。
[0023]圖11為帶中心裂紋片安裝縫的預(yù)制裂紋模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖12為圖11中的俯視圖。
[0025]圖13為帶多條直線裂紋片安裝縫的預(yù)制裂紋模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖14為帶邊裂紋安裝縫的預(yù)制裂紋模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖15為帶多條平行裂紋安裝縫的預(yù)制裂紋模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖16為帶多條傾斜平行裂紋安裝縫的預(yù)制裂紋模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖17為裂紋片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖18為圖17的右視圖。
[0031]圖19為圖17的俯視圖。
[0032]圖20為裂紋片另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖21為圖20的俯視圖。
[0034]圖22為裂紋片再一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖23為圖22的右視圖。
[0036]圖24為圖22的俯視圖。
[0037]【具體實施方式】: 參見圖1?圖24，本實施例制作帶裂紋脆性材料長方體模型的模具，底模I上的拼裝的左側(cè)模2和右側(cè)模3與底模間形成長方體模具腔4。左、右側(cè)模上分別有底部安裝座2—1、3— I并通過底部安裝座及螺栓8固定在底模上。在左、右側(cè)模相對應(yīng)面上有同軸的左安裝孔2— 2、右安裝孔3— 2。左、右安裝孔上分別裝有帶臺階5— I的左預(yù)制裂紋模塊5、帶臺階6— I的右預(yù)制裂紋模塊6。左、右預(yù)制裂紋模塊上相對應(yīng)位置分別有一條貫通的裂紋片安裝縫5—2、6— 2。一端帶限位部7-1的裂紋片7的帶螺紋孔7—2的另一端依次穿過左、右預(yù)制裂紋模塊上的裂紋片安裝縫后與螺栓配合。
[0038]參見圖4、圖7、圖10，左、右側(cè)模拼裝處有互相配合的凸部2— 3、3— 3和凹部2—4、3—4ο
[0039]參見圖1?圖16，左、右側(cè)模上的左安裝孔、右安裝孔的截面形狀為圓形，左、右側(cè)模上相對對應(yīng)的左、右預(yù)制裂紋模塊的位置分別有以對應(yīng)左、右安裝孔中心為圓心的數(shù)個插槽2— 5、3— 5。左、右預(yù)制裂紋模塊上相對對應(yīng)的插槽的位置有與插槽配合的錐形插件5—3、6—3 ο
[0040]裂紋片安裝縫可如圖11、12所示為中心裂縫或如圖14所示為邊裂縫或如圖15所示為多條平