[发明专利]一种调节节理角度和位置的岩石试件制作模具及使用方法

说明书

本发明公开一种调节节理角度和位置的岩石试件制作模具及使用方法，包括可装拆的矩形模具槽，由钢板尺和定位滑动直杆组成的位置调节装置，内置有模片固定板的角度调节装置，采取材料为聚丙乙烯的模片，所述各部件通过自紧螺栓螺母等零件连接固定，拆模便捷，利于类岩石试件的制作。本发明可满足制作预制交叉节理的类岩石试样，可精确控制交叉节理的夹角角度和位置，有利于类岩石试件多样化节理形式的研究，且所得结果尺寸数据准确，制作方式简单，可重复使用，利于推广。

技术领域

本发明涉及岩石相似材料试验技术领域，特别是涉及一种调节节理角度和位置的岩石试件制作模具及其使用方法。

背景技术

在自然界中不存在完整形态的岩石，内部具有多种断续结构面。岩石系统为非连续性系统，它的不连续面结构面包括节理、断层、层理、褶皱等，各种结构面存在形式复杂多样，空间上平行或交叉。节理围岩随时间的流逝在外力作用下，节理裂隙产生开裂现象，裂纹产生、发展、连接、贯通，产生宏观的劈裂裂纹，直至围岩发生劈裂破坏。劈裂破坏的产生，使得围岩的整体性遭到破坏，丧失承载能力，甚至会发生洞室坍塌等一系列重大事故发生，对他人生命和财产造成巨大损失。因此，对于含各种形式裂隙岩体的研究具有十分重要的意义，众多研究者都采取用相关模具，制作含裂隙的类岩石试件来进行研究，故试验模具的设计成为制作含裂隙的类岩石试样的关键。

为了实现以上研究，目前出现了一些在浇筑试件前可以改变节理倾角和位置的模具，比如：中国专利申请号为201110422886.5公开的一种制作类岩石试块裂隙面的模具、2016010306759.1公开的制作半圆盘带裂隙面的类岩石试件的模具以及2016010517486.5公开制作含非贯通型裂隙的类岩石试样的模具，这三个文献公开的技术其改变节理角度的原理类似，都是通过模片在模具筒内绕筒轴线旋转实现的，但是都是针对单一节理的试件制作，无法做到有交叉节理试件的制作，使得模具的使用受到限制。所以如何在类岩石试件里精确地设置交叉裂隙面是目前有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种调节节理角度和位置的岩石试件制作模具及其使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，可制作交叉节理并且可以精确控制交叉节理角度和位置，结构简单，精确可控，操作方便，可满足更为多样的节理样式，为更多试验方案提供需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种制作可变角度及位置的交叉节理类岩石试件的模具，包括一上部开口的矩形模具槽，横轴纵轴均可调节的位置调节装置，两个内壁预制模片夹板的角度调节装置，通过自紧螺栓，长杆螺栓，自紧螺母以及预制槽将上述各部件连接固定，有交叉角度的“X”形模片材料为聚丙乙烯材料。

所述上部开口的矩形模具分为固定底板、固定主侧板、固定副侧板、可动主侧板和可动副侧板，固定底板、固定主侧板和固定副侧板为一体结构，两固定侧板分别沿横轴和纵轴布置，自由端各预制两个螺栓通孔。可动主侧板一端预制两个螺栓通孔，另一端预制两个沿长度方向的螺纹孔槽，可动副侧板两端各预制两个沿长度方向的螺纹孔槽。通过自紧螺栓先后固定可动主侧板和可动副侧板。

所述位置调节装置由两个相互垂直的钢尺板和两个相互垂直的滑动定位直杆构成，两钢尺板分别预制在两固定侧板上，和固定侧板为一体结构，钢尺板上表面设置有标尺尺寸。

所述钢尺板和滑动定位直杆均预制长度、宽度相等的贯通厚度的矩形滑槽，横轴滑动定位直杆垂直放置于横轴钢尺板上，纵轴滑动定位直杆垂直放置于纵轴钢尺板上，使用两长杆螺栓先后通过直杆的滑槽和钢尺板的滑槽，当位置调节到设计需求时，使用两自紧螺母分别对两长杆螺栓固定。

所述滑动定位直杆通过一固定圆环相连，为一体结构，从而固定两直杆间的角度为直角。

所述固定圆环内壁预制有倒矩形圆形槽，用于固定角度调节装置。