[發(fā)明專利]一種快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置和方法

在審

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• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112504801A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李震;史文豪;劉家琛;劉火興;徐榮超;孟凡震;張呈祥;張冬冬
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N1/28
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本發(fā)明涉及室內(nèi)巖石試樣制備裝置，更具體涉及一種快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置和方法，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。該裝置主要由承載臺、左部轉(zhuǎn)軸、凸型前臺、右部轉(zhuǎn)軸、弓形架立柱和底座組成，本發(fā)明的快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置和方法解決了傳統(tǒng)層狀類巖石材料制備工序較為繁瑣、層面角度無法控制的難題，快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置結(jié)構(gòu)合理，功能性較強，快速制備變截面層狀類巖石材料的方法較為簡潔，操作簡單，實用性強，可廣泛用于變截面層狀類巖石材料的快速制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及室內(nèi)巖石試樣制備裝置，更具體涉及一種快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置和方法，屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

層狀巖體廣泛存在于自然界中，層狀巖體在平行于層面的方向上巖體成分及力學(xué)性質(zhì)都基本相同，但是，在垂直于層面的方向上力學(xué)性質(zhì)較為復(fù)雜，因此，層狀巖體的力學(xué)性質(zhì)與層面方向有關(guān)。人們在進行工程活動時，經(jīng)常會遭遇到關(guān)于層狀巖體的工程難題，由于層狀巖體結(jié)構(gòu)具有不連續(xù)性、不均勻性以及各向異性的特征，容易引發(fā)重大的工程事故，包括傾倒變形、裂縫、滑坡以及崩塌等，對社會經(jīng)濟發(fā)展造成重大影響。因此，層狀巖體的研究對工程建設(shè)及經(jīng)濟發(fā)展具有重要的意義。

通常，學(xué)者們通過兩種方法制備層狀巖樣：(1)對工程巖體采用鉆孔取芯的方法來制備層狀巖樣，但是，這種就地取材的方法，受環(huán)境和巖樣尺寸的影響較大，得到巖樣的層理角度、厚度具有隨機性，室內(nèi)試驗時難以得到統(tǒng)一的試驗結(jié)果；(2)通過室內(nèi)人工制備層狀類巖石材料的方法來模擬自然界中的層狀巖體，間接研究層狀巖體的力學(xué)性質(zhì)。

值得注意的是，由于板塊運動和復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造作用，層狀巖體的各巖層層理會轉(zhuǎn)變成傾角不同、沿傾向厚度不等的變截面層狀巖體。不同于常規(guī)的層狀巖體，變截面層狀巖體在沿層面方向上力學(xué)性質(zhì)也發(fā)生改變。但是，現(xiàn)有研究多集中于常規(guī)的層狀巖體，對變截面層狀巖體的研究不足。

因此，層狀巖體的研究是工程建設(shè)開展的基礎(chǔ)，工程現(xiàn)場已揭示出變截面層狀巖體的工程背景，現(xiàn)有研究對變截面層狀巖體的研究較少，考慮到類層狀巖石材料制備的便捷性，亟需研發(fā)一種快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置和制備方法，實現(xiàn)變截面層狀類巖石材料的快速制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，方法簡潔，操作簡單，實用性強，可快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置和方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：

一種快速制備變截面層狀類巖石材料的裝置，主要由承載臺、左部轉(zhuǎn)軸、凸型前臺、右部轉(zhuǎn)軸、弓形架立柱和底座組成，承載臺位于裝置的中央位置，環(huán)形固定槽固定在承載臺上，澆筑桶放在環(huán)形固定槽內(nèi)，承載臺的左側(cè)與左部轉(zhuǎn)軸連接，左部轉(zhuǎn)軸通過一號螺栓和一號螺母固定在支架上，支架固定在凸型前臺上，凸型前臺通過三號螺栓固定在底座上，承載臺的右側(cè)與右部轉(zhuǎn)軸連接，弓形架立柱呈拱形，弓形架立柱兩側(cè)開有凹槽，右部轉(zhuǎn)軸位于弓形架立柱內(nèi)部，二號螺栓穿過右部轉(zhuǎn)軸和弓形架立柱側(cè)面的凹槽，右部轉(zhuǎn)軸通過二號螺栓和二號螺母與弓形架立柱連接，弓形架立柱前側(cè)表面上刻有量角尺，弓形架立柱的下部固定在墊塊上，墊塊通過四號螺栓固定在底座上。

所述的該裝置的承載臺的中性面與左部轉(zhuǎn)軸的中軸線、右部轉(zhuǎn)軸的中軸線共面。

所述的該裝置的弓形架立柱側(cè)面凹槽的中心線呈圓弧狀，弓形架立柱側(cè)面凹槽的中心線以左部轉(zhuǎn)軸的中軸線為圓心。

所述的該裝置的量角尺各個刻度線與水平面平行，量角尺的零刻度線與水平狀態(tài)的承載臺上表面重合，量角尺在零刻度線的上方和下方分布有數(shù)值遞增的刻度。

一種快速制備變截面層狀類巖石材料的方法，采用上述制備裝置，包括以下步驟：

步驟1：準(zhǔn)備制備材料，將澆筑桶放入環(huán)形固定槽內(nèi)；