[发明专利]一种模拟岩土体节理面的相似材料制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及地质工程岩土体材料试验技术领域，尤其涉及一种模拟岩土体节理面的相似材料制备装置。

背景技术

岩土体为岩体、土体及其混合物的统称，岩土体不仅是地质工程领域最常见的一类地质体，也是地质工程领域研究的主体。岩土体的力学性质对岩土体的稳定性有着重要影响，岩土体失稳容易引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，给人民的生命财产安全造成严重威胁。因此，研究岩土体的相关力学性质在地质灾害防治方面具有重要意义。

节理是岩土体受力断裂后两侧未出现明显位移的一种断裂构造，节理面是该断裂构造的内部延伸。影响岩土体力学性质的因素主要包括岩土体内部结构与外界环境。岩土体节理面对岩土体的内部结构有着重要影响，有关岩土体节理面对岩土体稳定性影响的研究受到众多学者的关注。

限于地质条件与技术条件，在一些工程实践中不能对岩土体进行现场取样，需按照一定的相似原则制备相似材料以模拟岩土体进行相关性质的研究。现有技术中制备岩土体相似材料的方法较多，但往往缺乏对岩土体内部结构的考虑，未能全面地表现出岩土体节理面，尤其是天然状态下岩土体的同性节理面与异性节理面，从而忽略了岩土体节理面对岩土体力学性质的影响，无法对岩土体的稳定性作出准确的评价。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种能够制备岩土体的同性节理面与异性节理面的模拟岩土体节理面的相似材料制备装置。

本发明提供一种模拟岩土体节理面的相似材料制备装置，包括装载箱、切割台、钢丝切具和钢片管切具，所述切割台包括垫板和转动架，所述垫板与转动架转动连接，所述装载箱放置于垫板上，所述钢丝切具独立放置，所述钢片管切具与转动架连接，所述转动架转动带动钢片管切具转动，所述钢丝切具包括若干根钢丝，所述钢片管切具包括若干根钢片管，所述钢片管为中空结构，所述装载箱内放置模拟岩土体的相似材料，所述钢丝切具通过钢丝切割相似材料以制备同性节理面，所述钢片管切具通过钢片管切割相似材料，所述相似材料被钢片管切割后产生若干空缺处，在所述空缺处内浇筑另外一种相似材料，位于装载箱内的两种不同的相似材料构成异性节理面。

进一步地，所述垫板内开有若干等间距的容置槽，所述容置槽包括位于上部的狭槽和位于狭槽下部的圆槽，所述钢丝的一端固定连接一钢球，所述钢球的直径小于所述圆槽的宽度而可在其中滑动，所述钢球的直径大于所述狭槽的宽度，所述钢丝的直径小于所述狭槽的宽度，所述钢球放置在所述容置槽的圆槽中，所述相似材料放置于所述垫板上，所述钢丝的另一端被拉动而从所述容置槽的狭槽中抽出而切割对应位置处的相似材料。

进一步地，所述装载箱包括底板,所述底板上设有若干排长缝，相邻的长缝之间的距离与相邻的狭槽之间的距离相等，所述长缝的宽度大于所述钢丝的宽度，所述钢丝被拉动而依次从所述狭槽和长缝中抽出而切割对应位置处的相似材料。

进一步地，所述装载箱还包括一组钢板和一组钢片，所述底板、钢板和钢片构成一个上部开口的容纳空间，所述容纳空间用以放置模拟岩土体的相似材料，相邻的钢板和钢片之间通过第一螺栓连接，所述底板上还设有若干第一螺栓孔和若干第一小孔，所述钢板上设有若干第二螺栓孔，通过在第一螺栓孔和第二螺栓孔内插入第二螺栓将钢板与底板连接，所述钢片与底板之间设有连接条，所述连接条上设有若干第三螺栓孔和若干第二小孔，所述钢片上设有若干第四螺栓孔，通过在第三螺栓孔和第四螺栓孔内插入第三螺栓将连接条与钢片连接，通过在第一小孔和第二小孔内插入插栓将连接条与底板连接，所述钢丝切具和钢片管切具切割相似材料时，所述钢片和连接条被拆卸。

进一步地，所述转动架包括横梁、两根内梁和两根外梁，所述横梁和外梁通过第四螺栓连接，所述内梁的两端设有第五螺栓孔，所述外梁上开有第二限位孔，所述第二限位孔内插入与第五螺栓孔匹配连接的第五螺栓，所述第五螺栓在第二限位孔内的位置限定了内梁与外梁的连接位置。

进一步地，所述垫板的侧面设有延伸架，所述延伸架上开有第一限位孔，所述外梁的后端设有第七螺栓孔，所述第一限位孔内插入与第七螺栓孔匹配连接的第六螺栓，所述第六螺栓在第一限位孔内的位置限定了转动架与垫板的连接位置。

进一步地，所述内梁的中间设有第六螺栓孔，所述钢片管上设有第八螺栓孔，通过在第六螺栓孔和第八螺栓孔内插入第七螺栓将钢片管与内梁连接。

进一步地，所述横梁上设有第三手柄，通过手持第三手柄移动转动架。

进一步地，所述钢丝切具还包括悬挂板和若干悬挂环，所述悬挂环包括挂绳部和环部，所述挂绳部与悬挂板的下端连接，所述环部与钢丝的另一端可拆卸连接。