一種巖石試樣制作模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種巖石試樣制作模具，用于制作具有不同粗糙度系數(shù)和有裂隙水影響的裂隙面的巖石試樣，用于實(shí)現(xiàn)研究巖石試樣中裂隙面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)和剪切力學(xué)行為的目的。該巖石試樣制作模具由立方體澆筑小盒和注水泵組成，其中立方體澆筑小盒由六塊模具板構(gòu)成，各模具板之間通過螺紋孔連接，均能自由拆裝，五塊模具板為平面板，一塊模具板為起伏面板，起伏面中有三個(gè)弧形起伏，在弧形起伏中含有鋸齒狀起伏，其中注水泵與立方體澆筑小盒一側(cè)平面板的中間相連。本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)不同粗糙度系數(shù)和有裂隙水影響的裂隙面，效率較高，成本較低的巖石試樣制作模具機(jī)構(gòu)，具有較好的推廣應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種巖石試樣制作模具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及巖石試樣制作技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種巖石試樣制作模具，通過混凝土的灌注，用于實(shí)現(xiàn)制作巖石試樣中具有不同粗糙度系數(shù)和有裂隙水影響的裂隙面。
【背景技術(shù)】
[0002]在巖石力學(xué)領(lǐng)域，裂隙巖石是礦山、水利、石油、核廢料存儲(chǔ)等各種巖石工程中經(jīng)常遇到的一種復(fù)雜介質(zhì)。巖石中存在大量隨機(jī)分布的節(jié)理裂隙，節(jié)理裂隙的性質(zhì)對(duì)巖石的力學(xué)特性具有決定性作用，進(jìn)而影響工程圍巖穩(wěn)定性。受外部擾動(dòng)后，巖石中存在的節(jié)理弱面首先發(fā)生破壞并發(fā)育貫通，最終導(dǎo)致巖石整體破壞。裂隙面剪切力學(xué)行為的研究方面，已有庫倫剪切強(qiáng)度準(zhǔn)則、Barton強(qiáng)度準(zhǔn)則等剪切屈服準(zhǔn)則，并認(rèn)識(shí)到剪切行為包括彈性、硬化、軟化和殘余四個(gè)變形階段。由于裂隙面并非光滑平面，其粗糙性特征導(dǎo)致在剪切過程中，裂隙面同樣表現(xiàn)出剪脹行為。雖然已有學(xué)者提出節(jié)理面粗糙度系數(shù)的概念，但對(duì)裂隙面法向變形行為的研究較少，對(duì)剪脹機(jī)理沒有清楚的認(rèn)識(shí)。特別是當(dāng)節(jié)理面兩側(cè)巖石巖性不同，且受到裂隙水影響后，裂隙面法向剪脹和剪切力學(xué)行為同普通裂隙力學(xué)行為之間的差異鮮有報(bào)道。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種易于加工、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便和具有不同粗糙度系數(shù)和有裂隙水影響的裂隙面用于巖石相關(guān)試驗(yàn)中的類巖石試件模具制作機(jī)構(gòu)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種巖石試樣制作模具由立方體澆筑小盒和注水栗組成，其中立方體澆筑小盒由六塊模具板構(gòu)成，五塊模具板為平面板，一塊模具板為起伏面板，各模具板之間通過螺紋孔連接，均能自由拆裝，起伏面中有弧形起伏，在弧形起伏中含有鋸齒狀起伏，其中注水栗與立方體澆筑小盒一側(cè)平面板的中間相連。
[0006]立方體饒筑小盒的邊長(zhǎng)為100mm，起伏面板中有三個(gè)弧形起伏，每個(gè)弧形起伏的長(zhǎng)度為20mm，弧形起伏的間距為5mm，弧形起伏中含有的鋸齒狀起伏的長(zhǎng)度和深度分別為2mm和1mm，通過改變弧形起伏的深度和鋸齒狀起伏的數(shù)目實(shí)現(xiàn)改變裂隙面粗糙度系數(shù)的目的。注水栗控制的水壓范圍為I?3MPa。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果:
[0008]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型能直接預(yù)制成具有一定粗糙度系數(shù)和一定裂隙水壓影響的裂隙面用于相關(guān)巖石試樣的類巖石試件模具，該模具易于加工、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以通過兩次澆筑成不同或相同巖性耦合的立方體類巖石材料試樣，用于單軸和三軸壓縮等試驗(yàn)中研究節(jié)理裂隙巖石的力學(xué)特征。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009](I)本實(shí)用新型能夠通過兩次澆筑成不同或相同巖性耦合的長(zhǎng)方體類巖石材料試樣，可用于研究裂隙面不同粗糙度系數(shù)和有裂隙水影響對(duì)類巖石材料力學(xué)特性的影響。
[0010](2)本實(shí)用新型通過弧形起伏的深度和鋸齒狀起伏的數(shù)目實(shí)現(xiàn)了裂隙面粗糙度系數(shù)和裂隙水壓力的可控性。
[0011](3)本實(shí)用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便。
【附圖說明】
[0012]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，其中:
[0013]圖1是一種巖石試樣制作模具示意圖。
[0014]圖2是一種巖石試樣制作模具起伏面板示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:1.立方體澆筑小盒2.注水栗3.起伏面板4.弧形起伏
[0016]5.鋸齒狀起伏 6.平面板7.螺紋孔
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照?qǐng)D1、2對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說明，一種巖石試樣制作模具由立方體澆筑小盒I和注水栗2組成，其中立方體澆筑小盒I由六塊模具板構(gòu)成，各模具板之間通過螺紋孔7連接，均能自由拆裝，五塊模具板為平面板6，一塊模具板為起伏面板3，起伏面中有三個(gè)弧形起伏4，在弧形起伏中含有鋸齒狀起伏5，其中注水栗2與立方體饒筑小盒I 一側(cè)平面板6的中間相連。
[0018]根據(jù)所需，選擇一定弧形起伏深度和鋸齒狀起伏數(shù)目的起伏面板3，將起伏面板3作為底板，起伏面朝上，通過螺紋孔7與四塊平面板6固定，形成一個(gè)無頂板的立方體澆筑小盒I，混凝土通過頂部注入，注入高度為50mm，然后養(yǎng)護(hù)20天，待試樣成型、力學(xué)參數(shù)穩(wěn)定以后，拆除各個(gè)板，將試樣起伏面朝上放置在一個(gè)平面板6上，通過螺紋孔7與四塊平面板6固定，再次形成一個(gè)無頂板的立方體澆筑小盒I，然后混凝土通過頂部注入，注入高度仍為50mm，然后養(yǎng)護(hù)2天，待第二次注入的混凝土基本成型以后，將起伏面板3的起伏面朝上通過螺紋孔7固定放置在立方體澆筑小盒I的頂部，此時(shí)通過注水栗2施加一定的水壓，持續(xù)18天，待試樣再次成型和參數(shù)性能穩(wěn)定以后，將各個(gè)模具板拆除，即得到所需巖石試樣。
[0019]如上所述，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)及效果，都屬于侵權(quán)，本實(shí)用新型可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種巖石試樣制作模具，其特征在于:由立方體澆筑小盒和注水栗組成，其中立方體澆筑小盒由六塊模具板構(gòu)成，各模具板之間通過螺紋孔連接，均能自由拆裝，五塊模具板為平面板，一塊模具板為起伏面板，起伏面中有弧形起伏，在弧形起伏中含有鋸齒狀起伏;其中注水栗與立方體澆筑小盒一側(cè)平面板的中間相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石試樣制作模具，其特征在于立方體澆筑小盒的邊長(zhǎng)為10mmο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石試樣制作模具，其特征在于起伏面板中含有三個(gè)弧形起伏，每個(gè)弧形起伏的長(zhǎng)度為20mm，弧形起伏的間距為5mm，通過改變弧形起伏的深度實(shí)現(xiàn)改變裂隙面粗糙度系數(shù)的目的。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石試樣制作模具，其特征在于弧形起伏中含有的鋸齒狀起伏的長(zhǎng)度和深度分別為2mm和1mm，通過改變鋸齒狀起伏的數(shù)目實(shí)現(xiàn)改變裂隙面粗糙度系數(shù)的目的。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石試樣制作模具，其特征在于注水栗控制的水壓范圍為I?3MPa。
【文檔編號(hào)】G01N1/36GK205562251SQ201620360200
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】王兆會(huì), 程占博
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)