[發明專利]一種模擬巖土體節理面的相似材料制備裝置

在審

• 申請號: 201711085615.9
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107817147A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 申培武;唐輝明;汪丁建;何成;蔡毅;寧奕冰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 龔春來

技術領域

本發明涉及地質工程巖土體材料試驗技術領域，尤其涉及一種模擬巖土體節理面的相似材料制備裝置。

背景技術

巖土體為巖體、土體及其混合物的統稱，巖土體不僅是地質工程領域最常見的一類地質體，也是地質工程領域研究的主體。巖土體的力學性質對巖土體的穩定性有著重要影響，巖土體失穩容易引發崩塌、滑坡、泥石流等地質災害，給人民的生命財產安全造成嚴重威脅。因此，研究巖土體的相關力學性質在地質災害防治方面具有重要意義。

節理是巖土體受力斷裂后兩側未出現明顯位移的一種斷裂構造，節理面是該斷裂構造的內部延伸。影響巖土體力學性質的因素主要包括巖土體內部結構與外界環境。巖土體節理面對巖土體的內部結構有著重要影響，有關巖土體節理面對巖土體穩定性影響的研究受到眾多學者的關注。

限于地質條件與技術條件，在一些工程實踐中不能對巖土體進行現場取樣，需按照一定的相似原則制備相似材料以模擬巖土體進行相關性質的研究。現有技術中制備巖土體相似材料的方法較多，但往往缺乏對巖土體內部結構的考慮，未能全面地表現出巖土體節理面，尤其是天然狀態下巖土體的同性節理面與異性節理面，從而忽略了巖土體節理面對巖土體力學性質的影響，無法對巖土體的穩定性作出準確的評價。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種能夠制備巖土體的同性節理面與異性節理面的模擬巖土體節理面的相似材料制備裝置。

本發明提供一種模擬巖土體節理面的相似材料制備裝置，包括裝載箱、切割臺、鋼絲切具和鋼片管切具，所述切割臺包括墊板和轉動架，所述墊板與轉動架轉動連接，所述裝載箱放置于墊板上，所述鋼絲切具獨立放置，所述鋼片管切具與轉動架連接，所述轉動架轉動帶動鋼片管切具轉動，所述鋼絲切具包括若干根鋼絲，所述鋼片管切具包括若干根鋼片管，所述鋼片管為中空結構，所述裝載箱內放置模擬巖土體的相似材料，所述鋼絲切具通過鋼絲切割相似材料以制備同性節理面，所述鋼片管切具通過鋼片管切割相似材料，所述相似材料被鋼片管切割后產生若干空缺處，在所述空缺處內澆筑另外一種相似材料，位于裝載箱內的兩種不同的相似材料構成異性節理面。

進一步地，所述墊板內開有若干等間距的容置槽，所述容置槽包括位于上部的狹槽和位于狹槽下部的圓槽，所述鋼絲的一端固定連接一鋼球，所述鋼球的直徑小于所述圓槽的寬度而可在其中滑動，所述鋼球的直徑大于所述狹槽的寬度，所述鋼絲的直徑小于所述狹槽的寬度，所述鋼球放置在所述容置槽的圓槽中，所述相似材料放置于所述墊板上，所述鋼絲的另一端被拉動而從所述容置槽的狹槽中抽出而切割對應位置處的相似材料。

進一步地，所述裝載箱包括底板,所述底板上設有若干排長縫，相鄰的長縫之間的距離與相鄰的狹槽之間的距離相等，所述長縫的寬度大于所述鋼絲的寬度，所述鋼絲被拉動而依次從所述狹槽和長縫中抽出而切割對應位置處的相似材料。

進一步地，所述裝載箱還包括一組鋼板和一組鋼片，所述底板、鋼板和鋼片構成一個上部開口的容納空間，所述容納空間用以放置模擬巖土體的相似材料，相鄰的鋼板和鋼片之間通過第一螺栓連接，所述底板上還設有若干第一螺栓孔和若干第一小孔，所述鋼板上設有若干第二螺栓孔，通過在第一螺栓孔和第二螺栓孔內插入第二螺栓將鋼板與底板連接，所述鋼片與底板之間設有連接條，所述連接條上設有若干第三螺栓孔和若干第二小孔，所述鋼片上設有若干第四螺栓孔，通過在第三螺栓孔和第四螺栓孔內插入第三螺栓將連接條與鋼片連接，通過在第一小孔和第二小孔內插入插栓將連接條與底板連接，所述鋼絲切具和鋼片管切具切割相似材料時，所述鋼片和連接條被拆卸。

進一步地，所述轉動架包括橫梁、兩根內梁和兩根外梁，所述橫梁和外梁通過第四螺栓連接，所述內梁的兩端設有第五螺栓孔，所述外梁上開有第二限位孔，所述第二限位孔內插入與第五螺栓孔匹配連接的第五螺栓，所述第五螺栓在第二限位孔內的位置限定了內梁與外梁的連接位置。

進一步地，所述墊板的側面設有延伸架，所述延伸架上開有第一限位孔，所述外梁的后端設有第七螺栓孔，所述第一限位孔內插入與第七螺栓孔匹配連接的第六螺栓，所述第六螺栓在第一限位孔內的位置限定了轉動架與墊板的連接位置。

進一步地，所述內梁的中間設有第六螺栓孔，所述鋼片管上設有第八螺栓孔，通過在第六螺栓孔和第八螺栓孔內插入第七螺栓將鋼片管與內梁連接。

進一步地，所述橫梁上設有第三手柄，通過手持第三手柄移動轉動架。

進一步地，所述鋼絲切具還包括懸掛板和若干懸掛環，所述懸掛環包括掛繩部和環部，所述掛繩部與懸掛板的下端連接，所述環部與鋼絲的另一端可拆卸連接。