[發明專利]一種調節節理角度和位置的巖石試件制作模具及使用方法

有效

• 申請號: 202010031101.0
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111207972B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李曉靜;白逸凡;劉平;呂明英
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張天一

本發明公開一種調節節理角度和位置的巖石試件制作模具及使用方法，包括可裝拆的矩形模具槽，由鋼板尺和定位滑動直桿組成的位置調節裝置，內置有模片固定板的角度調節裝置，采取材料為聚丙乙烯的模片，所述各部件通過自緊螺栓螺母等零件連接固定，拆模便捷，利于類巖石試件的制作。本發明可滿足制作預制交叉節理的類巖石試樣，可精確控制交叉節理的夾角角度和位置，有利于類巖石試件多樣化節理形式的研究，且所得結果尺寸數據準確，制作方式簡單，可重復使用，利于推廣。

技術領域

本發明涉及巖石相似材料試驗技術領域，特別是涉及一種調節節理角度和位置的巖石試件制作模具及其使用方法。

背景技術

在自然界中不存在完整形態的巖石，內部具有多種斷續結構面。巖石系統為非連續性系統，它的不連續面結構面包括節理、斷層、層理、褶皺等，各種結構面存在形式復雜多樣，空間上平行或交叉。節理圍巖隨時間的流逝在外力作用下，節理裂隙產生開裂現象，裂紋產生、發展、連接、貫通，產生宏觀的劈裂裂紋，直至圍巖發生劈裂破壞。劈裂破壞的產生，使得圍巖的整體性遭到破壞，喪失承載能力，甚至會發生洞室坍塌等一系列重大事故發生，對他人生命和財產造成巨大損失。因此，對于含各種形式裂隙巖體的研究具有十分重要的意義，眾多研究者都采取用相關模具，制作含裂隙的類巖石試件來進行研究，故試驗模具的設計成為制作含裂隙的類巖石試樣的關鍵。

為了實現以上研究，目前出現了一些在澆筑試件前可以改變節理傾角和位置的模具，比如：中國專利申請號為201110422886.5公開的一種制作類巖石試塊裂隙面的模具、2016010306759.1公開的制作半圓盤帶裂隙面的類巖石試件的模具以及2016010517486.5公開制作含非貫通型裂隙的類巖石試樣的模具，這三個文獻公開的技術其改變節理角度的原理類似，都是通過模片在模具筒內繞筒軸線旋轉實現的，但是都是針對單一節理的試件制作，無法做到有交叉節理試件的制作，使得模具的使用受到限制。所以如何在類巖石試件里精確地設置交叉裂隙面是目前有待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種調節節理角度和位置的巖石試件制作模具及其使用方法，以解決上述現有技術存在的問題，可制作交叉節理并且可以精確控制交叉節理角度和位置，結構簡單，精確可控，操作方便，可滿足更為多樣的節理樣式，為更多試驗方案提供需求。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種制作可變角度及位置的交叉節理類巖石試件的模具，包括一上部開口的矩形模具槽，橫軸縱軸均可調節的位置調節裝置，兩個內壁預制模片夾板的角度調節裝置，通過自緊螺栓，長桿螺栓，自緊螺母以及預制槽將上述各部件連接固定，有交叉角度的“X”形模片材料為聚丙乙烯材料。

所述上部開口的矩形模具分為固定底板、固定主側板、固定副側板、可動主側板和可動副側板，固定底板、固定主側板和固定副側板為一體結構，兩固定側板分別沿橫軸和縱軸布置，自由端各預制兩個螺栓通孔。可動主側板一端預制兩個螺栓通孔，另一端預制兩個沿長度方向的螺紋孔槽，可動副側板兩端各預制兩個沿長度方向的螺紋孔槽。通過自緊螺栓先后固定可動主側板和可動副側板。

所述位置調節裝置由兩個相互垂直的鋼尺板和兩個相互垂直的滑動定位直桿構成，兩鋼尺板分別預制在兩固定側板上，和固定側板為一體結構，鋼尺板上表面設置有標尺尺寸。

所述鋼尺板和滑動定位直桿均預制長度、寬度相等的貫通厚度的矩形滑槽，橫軸滑動定位直桿垂直放置于橫軸鋼尺板上，縱軸滑動定位直桿垂直放置于縱軸鋼尺板上，使用兩長桿螺栓先后通過直桿的滑槽和鋼尺板的滑槽，當位置調節到設計需求時，使用兩自緊螺母分別對兩長桿螺栓固定。

所述滑動定位直桿通過一固定圓環相連，為一體結構，從而固定兩直桿間的角度為直角。

所述固定圓環內壁預制有倒矩形圓形槽，用于固定角度調節裝置。