[發(fā)明專(zhuān)利]成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作模具和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111547534.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114166614A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭志;葉昕;王偉;劉造保;蘇國(guó)韶;徐衛(wèi)亞;邵建富;曹亞軍;張強(qiáng);黃小華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N1/36
• 分類(lèi)號(hào): G01N1/36;G01N1/28;G01N1/44
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作模具，包括上端密封活動(dòng)壓塊，下端密封活動(dòng)壓塊，模具雙開(kāi)側(cè)壁，活動(dòng)墊塊，模具快拆扣件，千分表；所述上、下端密封活動(dòng)壓塊設(shè)置外伸鋼臂用于千分表測(cè)量；所述模具雙開(kāi)側(cè)壁包括模具雙開(kāi)側(cè)壁I和模具雙開(kāi)側(cè)壁II，均內(nèi)置帶溫度傳感器的加熱棒且接有溫度控制器；所述模具快拆扣件包括銷(xiāo)軸、鎖扣I、鎖扣II、T型連接件、快拆扳手。該方法主要包括：安裝模具，裝填相似材料，調(diào)試千分表，加溫加壓，拆除快拆扣件，取出試樣。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了相似材料成巖地溫環(huán)境相似性和試樣尺寸精確控制，安裝、拆卸方便快捷，同時(shí)有效解決相似材料巖樣制作密實(shí)不均勻的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖石力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別提供一種成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作模具和方法。

背景技術(shù)

物理模型試驗(yàn)是基于相似原理，將原型的幾何尺寸、受力邊界條件、力學(xué)參數(shù)等按照一定的相似比縮放，再依據(jù)該相似比研制出具備原型物理力學(xué)特性的相似材料，最后將相似材料制成物理模型以開(kāi)展各類(lèi)復(fù)雜問(wèn)題的研究。其中，相似材料研發(fā)需要模具制樣進(jìn)行相關(guān)力學(xué)試驗(yàn)以確定相似材料的配方。而成巖地溫對(duì)巖石力學(xué)性質(zhì)影響顯著，處于地溫環(huán)境中的深部巖石，其力學(xué)特性與地表巖石有極大差異。溫度升高可改變礦物微觀力學(xué)特征和微觀礦物結(jié)構(gòu)以及水化學(xué)性質(zhì)，地溫對(duì)成巖演變具有重要作用。因此，需要考慮相似材料巖樣固化成巖的溫度效應(yīng)。

目前相似材料試樣制作的模具大多是通過(guò)采用兩個(gè)半圓鎖緊扣件將模具兩個(gè)側(cè)壁鎖緊固定，試驗(yàn)時(shí)需頻繁拆裝螺栓，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；并且制樣模具只有模具上端可以施加壓力，而模具下端不能活動(dòng)，導(dǎo)致相似材料密實(shí)不均勻，出現(xiàn)上面密實(shí)下面疏松的情況；此外，模具設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮成巖地溫的影響，先前相似材料研制未涉及成巖地溫環(huán)境的相似；最后，相似材料巖樣的長(zhǎng)度尺寸控制不夠精準(zhǔn)，需后期涉水打磨調(diào)整尺寸，導(dǎo)致試樣遇水后部分礦物水解影響其力學(xué)性能。因此，需要提出一種成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作模具和方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作模具和方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中模具制樣時(shí)沒(méi)有考慮成巖地溫，拆卸繁瑣，模具下端不能活動(dòng)導(dǎo)致的密實(shí)不均勻及巖樣長(zhǎng)度控制精度低等技術(shù)難題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作模具，包括上端密封活動(dòng)壓塊，下端密封活動(dòng)壓塊，模具雙開(kāi)側(cè)壁，活動(dòng)墊塊，模具快拆扣件，千分表；所述模具雙開(kāi)側(cè)壁包括模具雙開(kāi)側(cè)壁I和模具雙開(kāi)側(cè)壁II；所述模具快拆扣件包括銷(xiāo)軸，鎖扣I，鎖扣II，T型連接件，快拆扳手。

所述上端密封活動(dòng)壓塊的圓柱壓頭上設(shè)置兩道密封圈凹槽，凹槽處布置密封圈，所述上端密封活動(dòng)壓塊的圓柱壓頭直徑與模具雙開(kāi)側(cè)壁內(nèi)徑一致，所述上端密封活動(dòng)壓塊頂部設(shè)置外伸鋼臂用于固定千分表；所述下端密封活動(dòng)壓塊的圓柱壓頭上設(shè)置兩道凹槽，凹槽處布置密封圈，所述下端密封活動(dòng)壓塊的圓柱壓頭直徑與模具雙開(kāi)側(cè)壁內(nèi)徑一致，所述下端密封活動(dòng)壓塊底部設(shè)置外伸鋼臂與千分表測(cè)頭接觸；上、下端密封活動(dòng)壓塊的圓柱壓頭嵌套在模具雙開(kāi)側(cè)壁內(nèi)。

所述模具雙開(kāi)側(cè)壁接縫處設(shè)置臺(tái)階錯(cuò)口，所述模具雙開(kāi)側(cè)壁I和模具雙開(kāi)側(cè)壁II通過(guò)臺(tái)階錯(cuò)口銜接；所述模具雙開(kāi)側(cè)壁I和II內(nèi)部均設(shè)置帶溫度傳感器的加熱棒，外部均接有溫度控制器。

所述活動(dòng)墊塊內(nèi)徑與模具雙開(kāi)側(cè)壁內(nèi)徑一致，外徑與模具雙開(kāi)側(cè)壁外徑一致。

所述鎖扣I內(nèi)圓弧直徑與模具雙開(kāi)側(cè)壁外徑一致，鎖扣I兩端分別設(shè)置有鎖扣II連接孔和T型連接件連接孔；所述鎖扣II內(nèi)圓弧直徑與模具雙開(kāi)側(cè)壁外徑一致，鎖扣II兩端分別設(shè)置有鎖扣I連接孔和凹槽；所述T型連接件連兩端分別設(shè)置有鎖扣I連接孔和快拆扳手連接孔；所述快拆扳手設(shè)置有與T型連接件連接孔。

一種成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作方法，采用成巖地溫環(huán)境下相似材料巖樣雙向活動(dòng)制作模具，包括以下步驟：