[發(fā)明專利]一種模擬含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶巖體的制樣模具及其制樣方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910354479.1
• 申請(qǐng)日: 2019-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN110057639B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐衛(wèi)亞;張濤;王環(huán)玲;王蘇生;黃威;劉士奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種模擬含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶巖體的制樣模具及其制樣方法，制樣模具中包括對(duì)制樣底座以及制樣機(jī)構(gòu)進(jìn)行傾角控制的傾角控制機(jī)構(gòu)；制樣機(jī)構(gòu)的主控圓筒上表面為斜面；傾角控制機(jī)構(gòu)為包括豎直面和傾斜水平面的L型結(jié)構(gòu)；本發(fā)明提供的制樣模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠精準(zhǔn)快速地制作出含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶的巖體模擬試樣，有利于對(duì)含層間錯(cuò)動(dòng)帶巖體強(qiáng)度及變形行為進(jìn)行試驗(yàn)研究，進(jìn)而獲得精準(zhǔn)可靠的試驗(yàn)結(jié)果，此外采用含傾角的傾角控制裝置以及設(shè)有斜面的主控圓筒配合進(jìn)行調(diào)平；各層制樣裝置分別制備后組裝并澆筑，不會(huì)出現(xiàn)試件分布不均勻的情況，可準(zhǔn)確控制各層試樣的厚度和傾角；同時(shí)避免試樣相同材料澆筑層密度上低下高的缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬制樣模具領(lǐng)域，尤其是一種模擬含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶巖體的制樣模具及其制樣方法。

背景技術(shù)

含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶的巖體是具有非連續(xù)性、非線性特征的特殊結(jié)構(gòu)性巖體，層間錯(cuò)動(dòng)帶對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響顯著，因此，有必要對(duì)含層間錯(cuò)動(dòng)帶的巖體力學(xué)特性進(jìn)行研究。

巖石力學(xué)試驗(yàn)主要包括現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)，其中原位試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)效益較差，且受環(huán)境的影響十分明顯。近年來，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)含層間錯(cuò)動(dòng)帶的巖體的力學(xué)行為進(jìn)行了研究，但是通過室內(nèi)試驗(yàn)研究較少，其原因是在制樣過程中很難制作出含層間錯(cuò)動(dòng)帶的原巖試樣，尤其是含有一定傾角的層間錯(cuò)動(dòng)帶的原巖試樣。

研究人員通常采用類巖石材料進(jìn)行合理的配比方式進(jìn)行模擬巖石試樣，并對(duì)其力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究，類巖石材料通常有水泥砂漿材料、樹脂類透明巖石材料、松香油酒精類材料、石膏類材料等；在制備含有一定傾角的層間錯(cuò)動(dòng)帶的原巖試樣時(shí)，如果不能對(duì)其傾角進(jìn)行控制，容易出現(xiàn)相同材料澆筑層密度上低下高的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種模擬含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶巖體的制樣模具及其制樣方法，簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)效益高，克服了原位試驗(yàn)受環(huán)境影響大，經(jīng)濟(jì)性差的弊端，可操作性強(qiáng)，可重復(fù)性高，試驗(yàn)結(jié)果離散性較小。

技術(shù)方案：為達(dá)到上述目的，本發(fā)明可采用如下技術(shù)方案：一種模擬含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶巖體的制樣模具，包括制樣底座以及N層活動(dòng)連接在制樣底座上的制樣機(jī)構(gòu)；還包括對(duì)制樣底座以及制樣機(jī)構(gòu)進(jìn)行傾角控制的傾角控制機(jī)構(gòu)；

所述制樣機(jī)構(gòu)包括中空結(jié)構(gòu)的主控圓筒以及輔控圓筒；所述主控圓筒上表面為斜面；斜面與水平面之間的夾角為α；所述輔控圓筒的下表面與主控圓筒上表面形狀吻合；其中0＜α＜90°；

所述傾角控制機(jī)構(gòu)為包括豎直面和傾斜水平面的L型結(jié)構(gòu)；所述豎直面與傾斜水平面之間的夾角為(90°-α)；

所有相鄰活動(dòng)接觸面之間均設(shè)有密封機(jī)構(gòu)。

更為優(yōu)選的，所述制樣機(jī)構(gòu)與制樣底座的活動(dòng)連接為：所述主控圓筒、輔控圓筒以及制樣底座上均設(shè)有位置一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)約束固定軸孔；所述主控圓筒、輔控圓筒通過穿過多個(gè)約束固定軸孔的定位支架桿以及配合使用的固定螺母活動(dòng)連接在制樣底座上。

所述多個(gè)約束固定軸孔至少為兩個(gè)；保證其連接的穩(wěn)固性。

所述密封機(jī)構(gòu)為接觸面上設(shè)置的環(huán)狀凹槽以及配套在環(huán)狀凹槽內(nèi)的“O”型橡膠墊圈；起到放水的作用。

更進(jìn)一步的，所述“O”型橡膠墊圈的縱向截面半徑比所述環(huán)狀凹槽的溝槽深度大0-0.5mm。

更進(jìn)一步的，所述主控圓筒和輔控圓筒的內(nèi)徑均大于制樣對(duì)象最大顆粒粒徑的5倍；高度大于制樣對(duì)象最大顆粒粒徑的1.5倍；筒壁厚度不小于10mm。

本發(fā)明還公開了一種模擬含多層層間錯(cuò)動(dòng)帶巖體的制樣方法，包括如下步驟：