[发明专利]一种反映结构面特征的类岩体试样的组装型模具及其使用方法

说明书

本发明公开了一种反映结构面特征的类岩体试样的组装型模具及其使用方法，包括制样盒和支架；支架上安装有悬吊装置，悬吊装置上安装有夹紧装置，夹紧装置夹装固定有由若干钢片叠合形成的结构面；通过不同厚度、长度和宽度的钢片形成对结构面形状和表面粗糙度的模拟。本发明的装置预制岩体试样的结构面成本低，可操作性高，灵活性好，可以灵活地控制预制结构面的粗糙度、不同形状、张开度、长度等参数；钢片的分条抽出，减少对含结构面的类岩体试样的损伤；模具的各个部分可以重复地利用，极大地节约了试验耗材。

技术领域

本发明涉及含结构面的类岩体试样制备领域，特别是涉及一种反映结构面特征的类岩体试样的组装型模具及其使用方法。

背景技术

结构面是指没有或具有极低抗拉强度的力学不连续面，包括一切地质分离面。在自然界中不存在完整形态的岩石，地下工程中的工程对象都是岩体，因此岩体的力学特性的研究必然推动地下工程的发展。岩体的力学特性往往受到结构面的控制，因此研究岩体的力学特性绕不开结构面的研究。

如果采用原位试验的方式获取岩体的相关力学参数和物理性质指标，往往需要耗费大量的资源，从现场获取原状试样进行室内试验的方式，很可能在运输、存储的过程中发生破坏或者受到损伤。采用室内制备含结构面的类岩体试样制备可以节约大量的资源，同时通过控制和简化试样模型，有利于控制或者对比主要影响因素，更好地研究含结构面的岩体力学性质和变形特性。

目前已经有许多关于该方面的发明，现有的装置，通常是采用整个的结构面插入试验中，类岩体材料凝固后再将结构面抽出。此类试验，需要制作不同形状的结构面，使得其制作费用高且过程复杂，且占用的存储面积大。此外整体制作的结构面由于与类岩体材料接触面积大，将结构面拔出时，容易对类岩体材料产生不同程度的损伤，导致实验不准确。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种制备反映结构面特征的类岩体试样的组装型模具及其使用方法。本发明的装置预制岩体试样的结构面成本低，可操作性高，灵活性好，可以灵活地控制预制结构面的粗糙度、不同形状、张开度、长度等参数；钢片的分条抽出，减少对含结构面的类岩体试样的损伤；模具的各个部分可以重复地利用，极大地节约了试验耗材。

为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：

一种反映结构面特征的类岩体试样的组装型模具，包括制样盒和支架；支架上安装有悬吊装置，悬吊装置上安装有夹紧装置，夹紧装置夹装固定有由若干钢片叠合形成的结构面；通过不同厚度、长度和宽度的钢片形成对结构面形状和表面粗糙度的模拟。

进一步的改进，所述支架包括包括两个相对设置C型卡位构件，所述C型卡位构件在两端分别布设有一个竖向的内螺纹通孔和一个水平向通孔，所述竖向的内螺纹通孔连接有竖向外螺纹杆，水平向通孔穿过有水平外螺纹杆，水平外螺纹杆螺纹和竖向外螺纹杆均连接有螺母；竖向外螺纹杆表面自下而上设置有刻度，所述刻度以外螺纹杆最下端端面为零刻度线，以1mm为单位刻度，依次沿杆身轴向向上标刻，所述螺母包括用于水平固定C型卡位构件与制样盒的螺母以及与竖向外螺纹杆连接以控制悬吊装置布设高度的螺母。

进一步的改进，所述竖向外螺纹杆上固定有定位装置，包括两个平行设置的X向定位构件，X向定位构件之间滑动连接有Y向定位构件；X向定位构件两端带有一个与竖向外螺纹杆配合的竖向通孔，中部成形有第一T型沟槽，Y向定位构件底部开有第二T型沟槽，悬吊装置与Y向定位构件底部的第二T型沟槽滑动连接；X向定位构件上；表面布置有刻度，以1mm为单位刻度，依次沿第一T型沟槽一端向另一端标刻；Y向定位构件侧面布置有刻度，刻度以构件侧面中间断面为零刻度线，以1mm为单位刻度，依次向Y向定位构件两端标刻，Y向定位构件上表面的两端中点位置布置有一条黑色准线，所述黑色准线与X向定位构件的零刻度线对齐；Y向定位构件通过连接构件与X向定位构件滑动连接；连接构件为两个T型块体拼接形成，连接构件形成正面投影为“十”字，侧面投影为“h”型的立体结构。