[發明專利]可控軸向壓力的類巖石試樣旋轉養護制樣裝置及制樣方法

有效

• 申請號: 201910828690.2
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110514497B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 史振寧;段鑫波;戚雙星;付宏淵;曾鈴
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 閔媛媛

本發明公開了一種可控軸向壓力的類巖石試樣旋轉養護制樣裝置及制樣方法，恒溫恒濕養護箱安裝于旋轉支架內，恒溫恒濕養護箱的一端與旋轉支架轉動連接，恒溫恒濕養護箱的另一端通過旋轉軸與旋轉發動機的輸出軸連接；恒溫恒濕養護箱內設有水平放置的制樣模具，恒溫恒濕養護箱內、靠近旋轉發動機的側壁安裝有加壓裝置，加壓裝置的伸縮頭與壓盤連接，旋轉軸、伸縮頭、恒溫恒濕養護箱與制樣模具同軸線，制樣模具的端口設有墊板，恒溫恒濕養護箱、旋轉支架分別與制樣模具端口對應的位置均設有試樣出口。本發明結構簡單，操作方便，精確控制壓實度，防止出現泌水和稠度損失，能夠一體脫模，減少試樣損壞，提高試樣制作精度。

技術領域

本發明屬于實驗設備技術領域，涉及一種可控軸向壓力的類巖石試樣旋轉養護制樣裝置及制樣方法，可用于類比原巖巖石性能的研究。

背景技術

由于巖體是一種非常復雜且各向異性的非均勻材料，其物理力學性能變化范圍很寬廣，既有彈性模量和抗壓強度非常大的堅硬巖體，也有彈性模量和抗壓強度非常小的軟巖體，即使是同一類巖體，由于地質形成的條件存在差異性，巖體抗壓強度也存在很大的差異性，因此為了能夠模擬強度變化范圍非常廣的真實巖體，必須研制出一種物理力學性質變化范圍很廣且物理力學性能穩定控制的新型類巖石相似模型材料。除了選擇合適的相似材料對相似模型試驗的成功起著關鍵性的作用外，類巖石試樣的制樣裝置和方法起著關鍵性作用。由于采用不同的材料配置攪拌振搗過程中，很難控制混合料入模后的振搗過程及養護過程而產生的收縮，且在振搗及養護過程中存在部分液態及細小顆粒材料在重力作用下移動，出現泌水現象，需要控制好壓實度及后期的養護，需要設計出合理的試樣制作及養護裝置來控制軸向壓力、養護條件及拆模方式，以便滿足模型試樣制作的要求。

目前用于制作標準類巖石模型的裝置在制樣過程中主要是采用搗實的方法，在錘擊過程中發現沒有明顯的下沉時停止錘擊，制作完成后一般等模型稍微干燥成型后立即拆模，壓實均勻性不佳，在模型制作及養護過成中存在明顯的泌水現象，在養護過程中產生收縮，成形后的試件必然存一定的差異性，會影響相似材料模型試驗的準確性；不能一體脫模，在拆模過程中，容易造成試樣的損傷，影響類巖石試樣的強度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種可控軸向壓力的類巖石試樣旋轉養護制樣裝置，結構簡單，操作方便，精確控制壓實度，防止出現泌水和稠度損失，能夠一體脫模，減少試樣損壞，提高試樣制作精度，為類比研究不同強度實體巖石材料的破裂機理、裂紋尺寸效應以及斷裂韌度的測定奠定基礎，解決了現有技術中的問題。

本發明的另一目的是，提供一種可控軸向壓力的類巖石試樣旋轉養護制樣裝置的制樣方法。

本發明所采用的技術方案是，一種可控軸向壓力的類巖石試樣旋轉養護制樣裝置，包括U型的旋轉支架，恒溫恒濕養護箱安裝于旋轉支架內，恒溫恒濕養護箱的一端與旋轉支架轉動連接，恒溫恒濕養護箱的另一端通過旋轉軸與旋轉發動機的輸出軸連接；恒溫恒濕養護箱內、靠近旋轉發動機的側壁安裝有加壓裝置，制樣模具水平放置于恒溫恒濕養護箱內，制樣模具靠近加壓裝置的一端連接有套筒，套筒的一個端口設有壓盤，加壓裝置的伸縮頭與壓盤連接；旋轉軸、伸縮頭、恒溫恒濕養護箱與制樣模具同軸線，制樣模具的另一端口設有墊板，墊板分別與制樣模具、恒溫恒濕養護箱可拆卸連接，恒溫恒濕養護箱、旋轉支架分別與制樣模具端口對應的位置均設有試樣出口，加壓裝置、套筒、制樣模具分別通過對應的支持架與恒溫恒濕養護箱連接。

進一步的，所述恒溫恒濕養護箱靠近旋轉支架的一端設有多個水平方向的橫梁，所有橫梁距恒溫恒濕養護箱軸線的距離相等，恒溫恒濕養護箱的底盤穿過橫梁且與橫梁能夠相對滑動，底盤與橫梁之間設有能夠塞入或拔出的固定塞片，旋轉支架的內壁、與橫梁對應的位置設有環形的轉動凹槽，轉動凹槽的截面為圓弧形，轉動凹槽的圓弧形截面的弧度為240-270°，橫梁的端部設有與轉動凹槽形狀匹配的圓弧形連接部，圓弧形連接部嵌設于轉動凹槽構成運動副。