[實用新型]模擬巖體結構的小塊體模型壓制設備

有效

• 申請號: 201320220608.6
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN203249810U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 劉耀儒;楊強;程立;楊若瓊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本實用新型屬于地質力學模型試驗技術領域,特別涉及用于模擬巖體結構的小塊體模型的精細快速壓制設備。

背景技術

地質力學模型試驗能夠模擬巖土工程結構的特點，又能近似模擬巖體斷層等地質因素對工程穩定性的影響，其在水利、采礦、隧道等巖石工程設計中起到了極其重要的作用并得到了廣泛的應用，例如我國的大中型拱壩基本都做過地質力學模型試驗。

根據模型試驗的相似率要求，地質力學模型試驗對模擬壩體及周圍基礎巖體的相似材料的力學性質有著比較高的要求。清華大學水利系使用重晶石粉、膨潤土、特制膠水等組成的混合材料制作小塊體模型；再將小塊體模型加工砌筑成相應的壩體或巖體結構。

早期小塊體模型的制作方法是將按一定比例混合的重晶石粉、膨潤土、特制膠水的混合料攪拌均勻后在特制模具中澆筑成毛坯，待干燥后再進行砌筑加工。但是一個模型試驗往往需要上萬塊甚至十余萬塊小塊體模型，一個個小塊體模型澆筑后再干燥工作量浩大，耗時耗力；同時，壩體及基礎巖體不同位置的巖體參數不同，也就是小塊體模型的配比等制作參數不同；而且小塊體的制作模具形狀、尺寸單一，這些都大大制約了地質力學模型試驗的試驗進度和技術發展。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決地質力學模型試驗中小塊體模型的快速、高效制作問題，縮短小塊體的制作周期，提供了一種模擬巖體結構的小塊體模型壓制設備。本實用新型可以大大加快小塊體模型的制作速度，提高小塊體模型的質量，節省大量的人力、物力；同時可以根據需要調節小塊體的尺寸、形狀與高度；為地質力學模型試驗的順利進行提供保障。

本實用新型提出的一種模擬巖體結構的小塊體模型精細快速壓制設備，其特征在于，該設備包括框架式底座，固定在框架式底座上的小塊體模具、模具上頂塊、推拉蓋板、壓力杠桿和限程拉桿；其中，小塊體模具和推拉蓋板安裝在框架式底座上表面，模具上頂塊設置在小塊體模具下部，其上端面插入模擬巖體的小塊體模具的腔體中，限程拉桿置于壓力杠桿一端。

本實用新型的有益結果是：

本設備可以根據加入的混合料質量的不同制作出不同密度（即不同力學性質）的小塊體模型；同時，本設備可以調節小塊體模型的尺寸大小、形狀與高度，根據需要制作出相應的小塊體模型。

本設備不僅大大提高了小塊體模型制作的效率，而且制作出來的小塊體模型尺寸精確，密度分布均勻、準確，砌筑加工時也比較方便；在本設備上手動加壓一次成型，無需另外加工。同時，也減少用水，縮短了晾曬時間。

設備使用方便，能夠快速、精細、高效的壓制在地質力學模型試驗中模擬壩體及巖體基礎結構的小塊體模型，可以大大提高小塊體模型的制作速度和質量，降低了模型試驗的人力、物力消耗；設備簡單易行，適應于推廣。

附圖說明

圖1為本實用新型的設備組成的側剖面示意圖：

圖2為本實用新型的設備俯視圖：

1為框架式底座，11為底座上橫梁，12為底座下橫梁；2為小塊體模具，21為模具的外殼，22為外殼內部的鋼模；3為模具上頂塊，31為鐵制頂塊，32為頂桿；4為推拉蓋板，其中41為鐵制蓋板（由鐵質蓋板411及輔助拉桿412組成）、42為連桿、43為杠桿（由豎向的支撐桿431與水平向的杠桿432組成）；5為壓力杠桿，其中51為壓力桿件、52為空心圓桿、53為豎向鐵桿、54為固定件；6為限程拉桿，其中61為拉桿、62為復位彈簧、63為帶孔的鐵制調節件、631為豎向帶孔鐵板63的轉動軸。

具體實施方式

本實用新型提出的一種模擬巖體結構的小塊體模型精細快速壓制設備，結合如附圖及實施例詳細說明如下：

本實用新型的壓制設備結構如圖1所示,該設備包括框架式底座1，固定在框架式底座1上的小塊體模具2、模具上頂塊3、推拉蓋板4、壓力杠桿5和限程拉桿6；其中，小塊體模具2和推拉蓋板4安裝在框架式底座1上表面，模具上頂塊3設置在小塊體模具2下部，其上端面插入模擬巖體的小塊體模具2的腔體中，限程拉桿6置于壓力杠桿5一端。

本設備的一種實施例如圖1、圖2所示，各部件的具體實施方式分別說明如下：

本實施例的框架式底座1由槽鋼焊制而成，高約60cm，底部為“工”字型鋼架，尺寸130cm*130cm，使整體設備在使用時保持穩定性。中部設置兩層橫梁（上橫梁11和下橫梁12）。