[發(fā)明專利]一種多互層模型材料的薄層切割裝置

有效

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• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101774230A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 李銀平;張桂民;施錫林;楊春和
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: B28D1/22
• 分類號: B28D1/22
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發(fā)明涉及巖石力學試驗技術領域，更具體涉及一種多互層模型材料的薄層 切割裝置，該裝置利用一組平行鋼絲將模型材料一次切割為多個薄片，廣泛應用 于制備多互層模型材料。

背景技術

在與巖石力學相關的地下工程、礦山工程、邊坡工程等領域，大量存在著與 沉積巖巖層有關的互層復合巖體力學問題。由于互層復合巖體是由多種不同屬 性、不同厚度、不同組分并以不同結合方式按照某種順序組合而成的天然層狀材 料，其力學和變形特性就反映出了多相不均勻性、各相異性、層間界面力學性質(zhì)、 復合體力學效應以及力學性質(zhì)的不匹配性質(zhì)。

在自然界很難找到適合實驗室研究尺寸的互層復合巖體，物理模擬試驗是研 究互層復合巖體力學行為的有效方法，已得到國際巖石力學領域的廣泛認可。物 理模擬試驗是一種巖體介質(zhì)物理力學特性研究方法，它可以模擬各種復雜的地質(zhì) 條件和邊界條件，能較全面而又形象地呈現(xiàn)工程結構與相關巖土體共同作用下的 應力和變形機制、破壞機理、形態(tài)及失穩(wěn)階段的全貌。

一種研究多互層巖石類介質(zhì)力學行為的好思路是：選擇兩種或者兩種以上的 模型材料，分別對其切割以形成多個薄層，將獲得的不同材料的薄層交互疊加粘 結在一起，然后再針對這種互層復合模擬巖體進行相關的巖石力學試驗研究。但 是，目前模型材料試驗存在的一個重要問題是：如何高效地獲得制備多互層模型 材料所需要的薄層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種多互層模型材料的薄層切割裝置，該裝置結構 簡單，操作方便，工作效率高，使用一組平行鋼絲將模型材料塊體一次切割為多 個薄片。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種多互層模型材料的薄層切割裝置，它包括切割架、材料箱、承壓板、底 座，其特征在于：切割架安裝在底座上，材料箱安裝在底座的凹槽內(nèi)，水平推動 切割架帶動多條平行鋼絲水平切割模型材料塊體可獲得多個薄層。所述的切割架 主框架由三條槽鋼及二條角鋼焊接而成，沿切割架側壁槽鋼腹板中心線均勻打小 孔，鋼絲穿過小孔后拉緊并固定在切割架上，推動切割架對模型材料塊體進行切 割，可獲得一定厚度的模型材料薄層。切割架的二條角鋼卡在底座上，切割架上 裝有一組間距可調(diào)的平行鋼絲。所述的材料箱有五塊可拆卸板組成，分別為材料 箱底板、第一材料箱側壁、第二材料箱側壁、第三材料箱側壁及第四材料箱側壁， 在切割模型材料塊體的操作過程中，先拆卸第一材料箱側壁、第二材料箱側壁及 第三材料箱側壁，待鋼絲全部穿過模型材料塊體后再拆卸第四材料箱側壁。所述 的底座由四條角鋼焊接而成，兩個長邊外側各焊接一條光面鋼筋，其橫截面為圓 形，使用時在光面鋼筋上涂抹潤滑油。所述的鋼絲通過帶孔螺栓固定到切割架上， 帶孔螺栓端部鉆有小圓孔，鋼絲穿過小圓孔后擰在帶孔螺栓上，在拉緊鋼絲時， 用螺絲刀保持帶孔螺栓不轉，只調(diào)整兩個螺母，從而保證鋼絲只被拉緊而不被擰 斷。

為一次操作獲得多個薄層，切割架上裝有多條(一般有10到20條)平行鋼 絲，調(diào)整相鄰兩根鋼絲的間距(一般為4到28毫米)，可獲得不同厚度的模型材 料薄層。

切割架側壁槽鋼兩翼打若干等間距孔(一般為4或8或12或16或20或24 或28毫米)，翼板前后兩側各放置一個螺母后，將螺栓裝配到切割架上。螺栓端 部鉆有小孔，鋼絲穿過小孔后擰在螺栓上，在拉緊鋼絲時，用螺絲刀保持螺栓不 轉，只調(diào)整兩個螺母，從而保證鋼絲只被拉緊而不被擰斷。

材料箱為上部敞開的長方體形，整個材料箱與底座是分離開的，且其兩個側 壁上各開有一對螺孔，分別擰入螺母后可方便搬運材料箱。材料箱由五塊可拆卸 鐵板組成，材料箱的四個側壁通過螺母與材料箱底板相連，材料箱的相鄰兩個側 壁之間通過螺母相連，目的是模型材料預壓完成后，將相應的板面拆卸，可進行 模型材料薄層的切割工作。

承壓板是一塊有足夠剛度的鋼板，其作用是傳遞壓力試驗機的所施加的壓 力，實現(xiàn)對材料箱中所裝模型材料的均勻施壓。其上部開有兩個不穿透承壓板的 螺孔，螺孔擰入螺栓后可實現(xiàn)對承壓板的方便移動。

底座兩個長邊外側各焊接一條表面光滑的粗鋼筋，使用該裝置時在鋼筋條上 涂抹潤滑油，其目的是有效減小推動切割架進行切割操作時的摩擦阻力。