[发明专利]含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具

说明书

技术领域

本发明涉及含裂隙岩石模型试样制作模具，尤其是一种多尺寸岩石模型试样制作模具。

背景技术

岩石中内部裂隙的存在破坏了自身的完整性和连续性。由于岩石中所含裂隙的个数、角度和空间位置的不同，导致了岩石的强度和变形特性存在明显的差异性。因此开展岩石裂隙扩展及其破坏机理研究是至关重要的。由于天然岩石内部裂隙非常复杂，试验研究中一般采用岩石裂隙相似模型试件，通过加入预制裂隙来模拟原岩。目前，模拟裂隙的材料为聚酯薄膜、牛皮纸、金属片或水溶纸，内部裂隙是通过固定器固定在模具上；通常裂隙的倾角为30°、45°和60°，预制裂隙以单裂隙为主。上述现有技术解决了裂隙岩石模型的制作问题，主要还存在如下不足：(1)裂隙角度设置相对较少，一般只采用一些特征性角度(0°、30°、45°、60°等)来模拟原岩；(2)较少考虑模具中预制裂隙不同空间位置的设置；(3)内置裂隙以单裂隙为主，较少设置双裂隙、多裂隙；(4)模型试样尺寸相对单一，较少涉及多尺寸岩石预制裂隙的模型试样。

发明内容

为了克服现有在试样制作时不能调节任意裂隙角度和准确定位空间位置的不足，本发明提供一种原理简单、操作方便、精度高、充分考虑多尺寸、多角度和不同空间位置的含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，所述模具包括底板、拼接侧板、隔板和固线板，所述拼接侧板、隔板均安装在底板上，所述固线板的一端与一个拼接侧板连接，所述固线板的另一端与相邻的另一个拼接侧板连接，所述拼接侧板相对设置，所述隔板相对设置，两块隔板的两端分别与拼接侧板固定连接，拼接侧板与隔板围成浇注试样的空间；

所述固线板上有用来固定水溶线的预留圆孔，所述预留圆孔内部刻有螺纹，带帽螺栓安装在所述预留圆孔内，带帽螺栓分为固线螺栓和塞孔螺栓，所述固线螺栓中间设有孔隙，水溶线穿过所述孔隙固定在螺栓外部。

进一步，所述模具还包括用于限制固线板在试验过程中的移动的限位板，所述限位板卡接在一个拼接侧板、固线板和另一个拼接侧板的上端。

再进一步，所述拼接侧板的侧面设有纵向卡槽，所述固线板的两侧设有纵向卡扣，所述纵向卡扣与所述纵向卡槽匹配。

更进一步，所述拼接侧板包括两块端侧板和中侧板，两块端侧板分别位于所述中侧板的两侧，端侧板与中侧板之间均设置所述固线板。

所述拼接侧板、隔板和固线板固定在底座的安装槽内。

所述底座外侧设有连接杆，所述连接杆设有双头螺栓，双头螺栓穿过隔板并与夹紧螺栓固定连接。

本发明的有益效果主要表现在：(1)整个模具拼接而成，构造简单，拆装方便。整体采用轻质铝合金材料，自重轻，便于搬运。(2)通过拼接不同尺寸侧板来满足多尺寸模型试样制作。(3)巧妙地利用固线板上的预留孔设置裂隙的多角度，改变固线板位置定位裂隙不同空间位置。(4)能够满足试验要求布置单一裂隙、双裂隙以及交叉裂隙，达到充分考虑岩石裂隙的分布要求。

附图说明

图1为本发明100mm×100mm×100mm岩石试样模具的俯视示意图；

图2为本发明100mm×100mm×200mm岩石试样模具的俯视示意图；

图3为本发明100mm×100mm×500mm岩石试样模具的俯视示意图；

图4为本发明端模板、中部模板的俯视示意图，上部分为端模板、下部分为中部模板；

图5为本发明固线板的示意图，左边部分为主视图，右边部分为侧视图；

图6为本发明限位板示意图，左边部分为主视图，右边部分为侧视图；

图7为本发明蝴蝶螺母示意图，左边部分为主视图，右边部分为侧视图；

图8为本发明固线螺栓、塞孔螺栓示意图；

图9为预制裂隙于中部不同角度布置示意图；

图10为预制裂隙于上部不同角度布置示意图；

图11为预制裂隙于下部不同角度布置示意图；

图12为水溶线固定和带帽螺栓布置图；

图中：1为夹紧螺栓，2为底座，3为双头螺栓，4为隔板，5为端侧板，6为限位板，7为固线板，8为中侧板，9为螺栓孔，10为纵向卡槽，11为固线板槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图11，一种含内置裂隙的多尺寸岩石模型试样制作模具，由底座2、拼接侧板、固线板7、隔板4、限位板6和双头螺栓3等构成。模具侧板由若干拼接侧板组成，位于底板前后，拼接时预留缝对称分布于整个模具。