一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置，它包括底板、橫向側(cè)板、縱向側(cè)板、橫向連接螺栓和縱向連接螺栓，底板下端設(shè)有四個水平調(diào)節(jié)腳座，底板上端設(shè)有四條凹槽，四條凹槽分別對應(yīng)一條側(cè)板，縱向側(cè)板平行布置，縱向側(cè)板內(nèi)側(cè)各設(shè)有一對凹槽，凹槽寬度橫向側(cè)板寬度一致，凹槽中間沿水平方向設(shè)有供橫向連接螺栓穿過的貫通圓孔，橫向側(cè)板平行布置，橫向側(cè)板各兩端均設(shè)有沿水平方向一定深度含內(nèi)螺紋的螺絲孔，縱向側(cè)板凹槽內(nèi)貫通圓孔相對應(yīng)，橫向側(cè)板中間含有沿垂直方向供縱向連接螺栓穿過的貫通圓孔，底板橫向凹槽內(nèi)螺絲孔相對應(yīng)。橫向側(cè)板兩端安裝縱向側(cè)板凹槽內(nèi)。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能快速簡便精確的制作指定尺寸類巖石材料試樣。
【專利說明】
一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及巖體相似材料試樣模具領(lǐng)域，更為具體涉及一種用于真三軸地質(zhì)力學(xué)試驗(yàn)的類巖石材料長方體試樣可拆卸模具及相應(yīng)的平臺裝置。適用于各種強(qiáng)度各種類型材料長方體試樣的制作。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著地下開采、高速鐵路及水電隧洞等工程的開展，越來越多的工程涉及到了深部巖石力學(xué)問題。地下工程巖石處于典型的三向應(yīng)力環(huán)境，且一般情況下三向應(yīng)力均不相等。這種三向應(yīng)力的差異容易造成深部巖石開挖后的非線性力學(xué)現(xiàn)象，如分區(qū)破裂、巖爆和板裂等。為了深入研究深部巖體開挖后圍巖穩(wěn)定性以及圍巖破裂失穩(wěn)現(xiàn)象的內(nèi)在力學(xué)機(jī)理，開展真三軸加載條件下巖石力學(xué)響應(yīng)的室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)顯得尤為重要。
[0003]目前室內(nèi)真三軸壓縮試驗(yàn)試樣幾何形式廣泛采用長方體，而試樣材料根據(jù)研究對象的不同則可分為真實(shí)巖石材料和類巖石材料兩類。真實(shí)巖石材料的選取使得試驗(yàn)結(jié)果更加接近于工程實(shí)際。但是，由于真實(shí)巖石試樣的唯一性，使得試樣差異性較大且試驗(yàn)難于重復(fù)，進(jìn)而造成試驗(yàn)結(jié)果的離散性。另一方面，由于巖石中賦存大量原生和次生節(jié)理裂隙，使得大尺寸巖石試樣難以獲取。因此，目前室內(nèi)研究廣泛采用類巖石材料來模擬真實(shí)巖體的物理力學(xué)行為。為了制作型號各異、尺寸不一的相似材料試樣，就需要不同型號的模具進(jìn)行相似材料試樣的壓制。近年來，國內(nèi)外很多學(xué)者也在不斷推進(jìn)和發(fā)展模型試驗(yàn)方法和技術(shù)。已有許多學(xué)者在模型試驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)方面開展了大量的工作，得到了許多有益的成果與結(jié)論。
[0004]現(xiàn)有的模具一般形式是不包含底座的四塊側(cè)板和壓板組成的模具或者是含有簡單底座與四周側(cè)板的組合形式，這些模具在制作試樣時(shí)存在一些不足之處:①對于不含底座的模具，對于水灰比較大的漿液而言極易出現(xiàn)側(cè)板下方漏漿而制樣失敗，造成材料浪費(fèi)，影響試驗(yàn)進(jìn)度;②對于包含底座的模具，底座的水平程度決定了試樣的標(biāo)準(zhǔn)程度，現(xiàn)有大多數(shù)模具底座也側(cè)板分離，無法控制底座的水平度，從而出現(xiàn)長方體試樣表面傾斜，制樣失敗。本發(fā)明涉及的類巖石材料長方體試樣制樣平臺，能夠滿足指定尺寸模型體的制樣要求，為更加精準(zhǔn)地制作試樣提供有效保障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于完善上述技術(shù)的不足，是在于提供了一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能快速簡便精確的制作指定尺寸類巖石材料試樣。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施:
一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置。它包括:可調(diào)節(jié)底板、第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板、第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板和連接螺栓。其特征在于:所述底板下端設(shè)有四個水平調(diào)節(jié)腳座，通過調(diào)節(jié)水平腳座控制底板的水平度。所述底板上端設(shè)有四條凹槽，所述四條凹槽分別對應(yīng)第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板、第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板(四塊側(cè)板)，其中兩條橫向凹槽中間均設(shè)有含內(nèi)螺紋的螺絲孔。
[0007]所述第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板平行布置，第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板內(nèi)側(cè)設(shè)有一對凹槽，所述凹槽寬度與所述的第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板寬度一致，所述的凹槽中間沿水平方向設(shè)有供連接螺栓穿過的貫通圓孔。所述的第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板平行布置，所述的第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板各兩端均設(shè)有沿水平方向一定深度且含內(nèi)螺紋的螺絲孔，與所述的第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板的凹槽內(nèi)貫通圓孔相對應(yīng)。所述的第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板中間含有沿垂直方向供連接螺栓穿過的貫通圓孔，與所述的底板橫向凹槽內(nèi)螺絲孔相對應(yīng)。所述的第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板縱向平行布置，所述的第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板橫向平行布置且兩端安裝在所述的第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板的凹槽內(nèi)，由橫向連接螺栓相連接并預(yù)緊。相鄰的第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板和第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板之間形成一個巖石試樣制作模具。
[0008]進(jìn)一步，將由橫向連接螺栓預(yù)緊在一起形成的制樣模具放置在所述底板凹槽內(nèi)，所述的第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板中間螺栓孔與所述底板凹槽內(nèi)螺絲孔相對應(yīng)，并由連接螺栓將所述制樣模具預(yù)緊固定在底板凹槽內(nèi)，形成一個統(tǒng)一整體。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
①整體性和穩(wěn)定性高。制樣模具的第一橫向側(cè)板和第二橫向側(cè)板兩端分別卡在第一縱向側(cè)板和第二縱向側(cè)板凹槽內(nèi)，并通過四根連接螺栓對上述四塊側(cè)板預(yù)緊連接。此外，通過分別布置與第一橫向側(cè)板和第二橫向側(cè)板縱向的連接螺栓，將制樣模具和底板固定為一個整體，顯著提升制樣平臺的穩(wěn)定性，能夠完全控制模具在振動臺上振搗過程中的抖動移位現(xiàn)象，100%消除由于模具抖動而造成的制樣失??；
②有效防止漏漿。本發(fā)明的凹槽設(shè)計(jì)方案使得制樣模具側(cè)板之間和模具側(cè)板與底板之間相互嵌入，增加漿液潛在的滲漏路徑，同時(shí)通過連接螺栓的預(yù)緊作用大大降低模具側(cè)板之間以及側(cè)板與底板之間孔隙，能夠?qū)F(xiàn)有模具制樣漏漿率由50%左右控制在5%以下；
③試樣精度高。本發(fā)明在地板下安裝有四個水平調(diào)節(jié)腳座，通過調(diào)節(jié)水平腳座能夠控制底板及制樣模具的水平程度，進(jìn)而控制澆筑過程試樣表面的水平程度。試驗(yàn)表明，水平調(diào)節(jié)腳座和水平尺的配合使用能將試樣水平誤差控制在1%以內(nèi)，從而有效降低模具及底板傾斜導(dǎo)致的制樣失敗，大大提高試樣制備成功率。
【附圖說明】
[0010]圖1為一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置平面俯視圖。
[0011]圖2為一種A-A截面圖。
[0012]圖3為一種B-B截面圖。
[0013]圖中，I為底板，2為第一縱向側(cè)板，3為第二縱向側(cè)板，4為第一橫向側(cè)板，5為第二橫向側(cè)板，6為橫向連接螺栓，7為縱向連接螺栓，8為水平調(diào)節(jié)腳座。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015]參照圖1?圖3，一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置。它包括:可調(diào)節(jié)底板1、第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5、第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3以及橫向連接螺栓6和縱向連接螺栓7。其特征在于:所述的底板I下端設(shè)有四個水平調(diào)節(jié)腳座，通過調(diào)節(jié)水平腳座控制底板I的水平度。所述的底板I上端設(shè)有四條凹槽，所述的四條凹槽分別對應(yīng)第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5、第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3( —條側(cè)板)，其中兩條橫向凹槽中間均設(shè)有含內(nèi)螺紋的螺絲孔。
[0016]所述的第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3平行布置，第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3內(nèi)側(cè)各設(shè)有一對凹槽，所述的凹槽寬度與所述的第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5寬度一致，所述的凹槽中間沿水平方向設(shè)有供橫向連接螺栓6穿過的貫通圓孔。所述的第一橫向側(cè)板
4、第二橫向側(cè)板5平行布置，所述的第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5各兩端均設(shè)有沿水平方向一定深度且含內(nèi)螺紋的螺絲孔，與所述的第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3凹槽內(nèi)貫通圓孔相對應(yīng)。所述的第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5中間含有沿垂直方向供縱向連接螺栓7穿過的貫通圓孔，與所述的底板橫向凹槽內(nèi)螺絲孔相對應(yīng)。所述的第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3縱向平行布置，所述的第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5橫向平行布置且兩端安裝在所述的第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3凹槽內(nèi)。橫向連接螺栓6通過第一縱向側(cè)板2和第二縱向側(cè)板3凹槽內(nèi)的貫通孔將第一縱向側(cè)板2和第二縱向側(cè)板3與第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5連接并預(yù)緊。相鄰的兩個第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3和兩個第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5之間形成一個巖石試樣制作模具。
[0017]進(jìn)一步，將由橫向連接螺栓6預(yù)緊在一起形成的制樣模具放置在所述底板凹槽內(nèi)，所述的第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5中間螺栓孔與所述底板凹槽內(nèi)螺絲孔相對應(yīng)，并由所述縱向連接螺栓7將所述制樣模具預(yù)緊固定在底板凹槽內(nèi)，形成一個統(tǒng)一整體。
[0018]類巖石長方體試樣制樣模具2?5為組合式，可分離，便于拆模；同時(shí)采用凹槽將第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5卡在第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3里并用連接螺栓連接加固，提升模具的整體性并防止側(cè)邊漏漿。
[0019]所述的底板I中間有與類巖石長方體試樣制樣模具相對應(yīng)的凹槽，并采用縱向連接螺栓7將制樣模具與底板連接加固，使整個平臺成為一個整體，凹槽設(shè)計(jì)也能顯著防止漏漿。
[0020]創(chuàng)新性的在底板下端設(shè)置有四個水平調(diào)節(jié)腳座，通過與水平尺的配合使用，可以精確控制所述平臺的水平度。本發(fā)明通過凹槽、連接螺栓和水平調(diào)節(jié)腳座的設(shè)計(jì)，避免了傳統(tǒng)模具拆模效率低、澆筑過程漏漿以及成樣精度差等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了高效方便地制備類巖石材料長方體試樣。目前真三軸室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)研究需求量大，本發(fā)明有效地保證了三維地質(zhì)力學(xué)試驗(yàn)的高效進(jìn)行。
[0021]實(shí)施例2:
如圖1、圖2、圖3所示，一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺，包括底板1、第一縱向側(cè)板
2、第二縱向側(cè)板3、第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5和水平調(diào)整腳座8等。底板1、第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3、第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5、連接螺栓均采用不銹鋼材或普通鋼材。
[0022]兩塊第一縱向側(cè)板2、第二縱向側(cè)板3平行布置，兩塊第一橫向側(cè)板4、第二橫向側(cè)板5平行布置并插入平行布置的縱向兩側(cè)板相對凹槽之中，第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板與第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板通過橫向連接螺栓預(yù)緊固定，形成類巖石材料長方體試樣制樣模具。制樣模具需放置在底板對應(yīng)凹槽內(nèi)并在兩塊第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板上通過縱向與底板固定。一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺進(jìn)行試樣制作的方法及具體步驟為:
(I)通過水平調(diào)節(jié)腳座和水平尺將底板調(diào)整至水平位置；
(2 )采用橫向連接螺栓將第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板、第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板連接預(yù)緊并固定；
(3)將連接好的模具側(cè)板放置于底板對應(yīng)的凹槽之中，并采用縱向連接螺栓通過第一橫向側(cè)板、第二橫向側(cè)板與底板連接固定；
(4)將按配比調(diào)制好的類巖石材料漿液澆筑在制樣模具中，將制樣平臺放置在振動臺上進(jìn)行振搗成模，并在漿液初凝前使用刮刀將試樣上表面刮平；
(5)待試樣完全成型后，先后卸下橫向和縱向連接螺栓，并按第一縱向側(cè)板、第二縱向側(cè)板、第一橫向側(cè)板和第二橫向側(cè)板的順序拆模。
[0023] (6)將制作好的試樣取出，在相應(yīng)的條件下養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)齡期。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置，它包括底板(I)、第一橫向側(cè)板(4)、第一縱向側(cè)板(2)、橫向連接螺栓(6)和縱向連接螺栓(7)，其特征在于:底板(I)下端設(shè)有四個水平調(diào)節(jié)腳座，底板(I)上端設(shè)有四條凹槽，所述四條凹槽分別對應(yīng)第一橫向側(cè)板(4)、第二橫向側(cè)板(5)、第一縱向側(cè)板(2)、第二縱向側(cè)板(3)，其中兩條橫向凹槽中間均設(shè)有含內(nèi)螺紋的螺絲孔，第一縱向側(cè)板(2 )、第二縱向側(cè)板(3 )平行布置，第一縱向側(cè)板(2 )、第二縱向側(cè)板(3)內(nèi)側(cè)各設(shè)有一對凹槽，凹槽寬度第一橫向側(cè)板(4)、第二橫向側(cè)板(5)寬度一致，凹槽中間沿水平方向設(shè)有供橫向連接螺栓(6)穿過的貫通圓孔，第一橫向側(cè)板(4)、第二橫向側(cè)板(5)平行布置，第一橫向側(cè)板(4)、第二橫向側(cè)板(5)各兩端均設(shè)有沿水平方向一定深度含內(nèi)螺紋的螺絲孔，第一縱向側(cè)板(2)、第二縱向側(cè)板(3)凹槽內(nèi)貫通圓孔相對應(yīng)，第一橫向側(cè)板(4)、第二橫向側(cè)板(5)中間含有沿垂直方向供縱向連接螺栓(7)穿過的貫通圓孔，底板(I)橫向凹槽內(nèi)螺絲孔相對應(yīng)，橫向連接螺栓(6)通過第一縱向側(cè)板(2)和第二縱向側(cè)板(3)凹槽內(nèi)的貫通孔將第一縱向側(cè)板(2)、第二縱向側(cè)板(3)與第一橫向側(cè)板(4)、第二橫向側(cè)板(5)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置，其特征在于:所述的第一橫向側(cè)板(4 )、第二橫向側(cè)板(5 )兩端安裝第一縱向側(cè)板(2 )、第二縱向側(cè)板(3 )凹槽內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種類巖石材料長方體試樣制樣平臺裝置，其特征在于:所述的橫向連接螺栓(6)預(yù)緊在一起形成的制樣模具放置在底板凹槽內(nèi)，第一橫向側(cè)板(4)、第二橫向側(cè)板(5)中間螺栓孔與底板凹槽內(nèi)螺絲孔相對應(yīng)，縱向連接螺栓(7)將制樣模具預(yù)緊固定在底板凹槽內(nèi)。
【文檔編號】G01N1/36GK106092714SQ201610619030
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月2日 公開號201610619030.X, CN 106092714 A, CN 106092714A, CN 201610619030, CN-A-106092714, CN106092714 A, CN106092714A, CN201610619030, CN201610619030.X
【發(fā)明人】劉學(xué)偉, 劉泉聲, 何軍, 劉建平, 魏萊, 劉琪
【申請人】中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所