[发明专利]一种多互层模型材料的薄层切割装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩石力学试验技术领域，更具体涉及一种多互层模型材料的薄层 切割装置，该装置利用一组平行钢丝将模型材料一次切割为多个薄片，广泛应用 于制备多互层模型材料。

背景技术

在与岩石力学相关的地下工程、矿山工程、边坡工程等领域，大量存在着与 沉积岩岩层有关的互层复合岩体力学问题。由于互层复合岩体是由多种不同属 性、不同厚度、不同组分并以不同结合方式按照某种顺序组合而成的天然层状材 料，其力学和变形特性就反映出了多相不均匀性、各相异性、层间界面力学性质、 复合体力学效应以及力学性质的不匹配性质。

在自然界很难找到适合实验室研究尺寸的互层复合岩体，物理模拟试验是研 究互层复合岩体力学行为的有效方法，已得到国际岩石力学领域的广泛认可。物 理模拟试验是一种岩体介质物理力学特性研究方法，它可以模拟各种复杂的地质 条件和边界条件，能较全面而又形象地呈现工程结构与相关岩土体共同作用下的 应力和变形机制、破坏机理、形态及失稳阶段的全貌。

一种研究多互层岩石类介质力学行为的好思路是：选择两种或者两种以上的 模型材料，分别对其切割以形成多个薄层，将获得的不同材料的薄层交互叠加粘 结在一起，然后再针对这种互层复合模拟岩体进行相关的岩石力学试验研究。但 是，目前模型材料试验存在的一个重要问题是：如何高效地获得制备多互层模型 材料所需要的薄层。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种多互层模型材料的薄层切割装置，该装置结构 简单，操作方便，工作效率高，使用一组平行钢丝将模型材料块体一次切割为多 个薄片。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多互层模型材料的薄层切割装置，它包括切割架、材料箱、承压板、底 座，其特征在于：切割架安装在底座上，材料箱安装在底座的凹槽内，水平推动 切割架带动多条平行钢丝水平切割模型材料块体可获得多个薄层。所述的切割架 主框架由三条槽钢及二条角钢焊接而成，沿切割架侧壁槽钢腹板中心线均匀打小 孔，钢丝穿过小孔后拉紧并固定在切割架上，推动切割架对模型材料块体进行切 割，可获得一定厚度的模型材料薄层。切割架的二条角钢卡在底座上，切割架上 装有一组间距可调的平行钢丝。所述的材料箱有五块可拆卸板组成，分别为材料 箱底板、第一材料箱侧壁、第二材料箱侧壁、第三材料箱侧壁及第四材料箱侧壁， 在切割模型材料块体的操作过程中，先拆卸第一材料箱侧壁、第二材料箱侧壁及 第三材料箱侧壁，待钢丝全部穿过模型材料块体后再拆卸第四材料箱侧壁。所述 的底座由四条角钢焊接而成，两个长边外侧各焊接一条光面钢筋，其横截面为圆 形，使用时在光面钢筋上涂抹润滑油。所述的钢丝通过带孔螺栓固定到切割架上， 带孔螺栓端部钻有小圆孔，钢丝穿过小圆孔后拧在带孔螺栓上，在拉紧钢丝时， 用螺丝刀保持带孔螺栓不转，只调整两个螺母，从而保证钢丝只被拉紧而不被拧 断。

为一次操作获得多个薄层，切割架上装有多条(一般有10到20条)平行钢 丝，调整相邻两根钢丝的间距(一般为4到28毫米)，可获得不同厚度的模型材 料薄层。

切割架侧壁槽钢两翼打若干等间距孔(一般为4或8或12或16或20或24 或28毫米)，翼板前后两侧各放置一个螺母后，将螺栓装配到切割架上。螺栓端 部钻有小孔，钢丝穿过小孔后拧在螺栓上，在拉紧钢丝时，用螺丝刀保持螺栓不 转，只调整两个螺母，从而保证钢丝只被拉紧而不被拧断。

材料箱为上部敞开的长方体形，整个材料箱与底座是分离开的，且其两个侧 壁上各开有一对螺孔，分别拧入螺母后可方便搬运材料箱。材料箱由五块可拆卸 铁板组成，材料箱的四个侧壁通过螺母与材料箱底板相连，材料箱的相邻两个侧 壁之间通过螺母相连，目的是模型材料预压完成后，将相应的板面拆卸，可进行 模型材料薄层的切割工作。

承压板是一块有足够刚度的钢板，其作用是传递压力试验机的所施加的压 力，实现对材料箱中所装模型材料的均匀施压。其上部开有两个不穿透承压板的 螺孔，螺孔拧入螺栓后可实现对承压板的方便移动。

底座两个长边外侧各焊接一条表面光滑的粗钢筋，使用该装置时在钢筋条上 涂抹润滑油，其目的是有效减小推动切割架进行切割操作时的摩擦阻力。