[發明專利]一種模擬巖體結構的塊體模型壓制設備及方法

有效

• 申請號: 201710514007.9
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107246986B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 劉逸;周浩文;張穎;劉少云
• 申請（專利權）人: 劉逸
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N33/24
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 羅建書

本發明涉及一種模擬巖體結構的塊體模型壓制設備及方法，其中氣壓頂(2)設在支撐框架(1)底部；自動控制閥(7)控制氣壓頂(2)中活塞的上下移動；氣壓頂(2)的上設有模具頂升部件(4)，并帶動模具頂升部件(4)上下移動；模具頂升部件(4)位于塊體模具(5)下部，且隨著其運動能將塊體模具(5)中的混合料壓實，并能推出成型塊體模型；水平觸桿(3)安在模具頂升部件(4)上，限位調整件(6)固定在支撐框架(1)中間位置，通過設定水平觸桿(3)與限位調整件(6)的高度來控制塊體模型的高度。本發明能壓制大塊體模型，不需要人工手動加壓，減少人工負擔，提高了壓塊的效率。

技術領域

本發明涉及地質力學模型試驗技術領域，特別涉及一種模擬巖體結構的塊體模型壓制設備及方法。

背景技術

地質力學模型試驗廣泛用于水利、采礦、隧道等巖石工程設計中，基于一定的相似原理對特定的工程結構及其賦存的地質環境進行縮尺模擬。這些地質力學模型試驗既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，對巖體工程的設計與施工具有及其重要的指導意義，我國的大部分大中型拱壩基本都做過地質力學模型試驗。

為了滿足相似條件，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?？梢允褂弥鼐?、膨潤土、特制膠水等組成的混合材料制作塊體模型；再將塊體模型加工砌筑成相應的壩體或巖體結構。一般而言，工程中更加關心壩體本身的安全和壩體附近的巖體的影響，因此地質模型試驗中這部分區域往往采用小塊體進行較為精細的模擬；而對于距離壩體較遠或者本身性質完好，體積較大的巖體結構，其對壩體安全的影響較小，為了節省人力和時間，往往采用大塊體模擬。

對于中國專利公開號CN103234796B，公開日2015.06.24，發明創造名稱為模擬巖體結構的小塊體模型壓制設備，該申請公開了一種巖體結構小塊體模型的壓制設備，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。經過試驗可發現該設備存在許多不足之處：

第一，該裝置只適用于壓制小塊體。對于大型的地質模型試驗十分的耗時耗力，大型地質模型試驗基本上只有壩體及其附近的巖體需要采用小塊體模擬，而其它很大一部分區域需要采用大塊體進行模擬；

第二，該裝置采用人工控制。這對人的力量要求較高，一旦人產生疲勞或者本身的力量就比較小，則不容易將塊體壓密實導致所壓制的塊體的密度達不到要求而使地質模型的試驗產生偏差，同時壓塊的效率也比較低；

第三，該裝置不適用于壓制密度較大的塊體，塊體密度越大就需要更大的力量施加于壓力杠桿上，從而使塊體壓密，當塊體密度較大時，人工不能壓密至要求的密度；

第四，該裝置在塊體壓好之后，使用輔助杠桿打開模具的推拉蓋板時由于蓋板的厚度較小容易造成杠桿在塊體表面形成劃痕，導致塊體的質量變差；

第五，模型尺寸的調整的范圍有限，往往只能在幾個厘米的范圍內進行調節，這樣就限制了塊體的尺寸。

這些不足嚴重制約了地質模型試驗的進度和效果。

發明內容

本發明的目的是為了解決地質模型試驗中不能快速、精確、高質量制作大塊體模型的技術問題，提供了一種模擬巖體結構的塊體模型壓制設備，本發明可以大大加快塊體模型的制作速度，節省大量的人力、物力和時間；并且能夠根據需要在比較大的范圍內對塊體的尺寸、形狀和高度進行精確的調整，從而減少小塊體的用量，縮短試驗周期，能夠更好地滿足地質模型試驗多種砌筑方案的需求，保證試驗的順利進行。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

本發明提供一種用于模擬巖體結構的塊體模型壓制設備，其包括：