一种可预制构造的大直径试块成型模具及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可预制构造的大直径试块成型模具及其操作方法。
【背景技术】
[0002]随着岩土工程学科的不断发展，现实工程中遇到的复杂的地质问题越来越多，人们迫切希望通过室内试验来模拟复杂的现实工程问题，从而指导施工。室内试验正起着越来越重要的作用，而试块的制作是试验的核心之所在，试件制作的是否符合预期要求，关系到试验的成败。
[0003]严格定位并表现出试块中的各种构造，是一个固流耦合充填介质渗透失稳过程试验室内试验成功的必要条件，尤其是在模拟含各种构造的复杂工程的地质条件下的试验中更是如此。要使试验取得良好效果，就需要严格定位并制作出试块中的各种构造。
[0004]目前关于固流耦合充填介质渗透失稳过程试验中含有构造的大直径试块的制作，尚没有简便易行的方法。通常的做法是对试块内的各种构造进行简化和等效处理，这样的处理方式并不符合工程实际，试验效果自然也难以反映出实际的工程状况。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种能可预制矩形构造的大直径试块成型模具。该模具可通过预制板模拟试件中要求的预制矩形构造(预制构造上下端据试验要求须分别与顶板和底板平齐)形式于并置于模具中，并且可以根据需要的矩形构造形式加工预制板，从而可以预制出试验的试块中所需的的构造。该模具还可制造带有构造的大直径试件，试件外径可达300mm，高度可达350mm。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0007]一种可预制矩形构造的大直径试块成型模具，包括顶板、侧壁、箍圈、底板以及用于固定预制板件的固定装置，所述的顶板、侧壁和底板组合在一起形成一个内部为空腔的柱形结构，在侧壁的顶部和底部各设一个用于固定顶板和底板的箍圈；所述的固定装置按照试块中预制构造的位置将预制板件固定在柱形结构的内部。
[0008]所述的固定装置包括一个夹具，所述的夹具上连接多组伸缩弹簧，每组伸缩弹簧的一端连接在夹具上，另一端连接一个吸盘，所述的吸盘吸附在侧壁上方或者底板上。
[0009]所述的夹具夹在预制板件的顶部或底部。
[0010]所述的固定装置包括两个，一个安装在预制板件的顶部，一个安装在预制板的底部。
[0011]所述的侧壁为一个顶部和底部开孔，内部为空腔的柱形壁。
[0012]所述的顶板和底板为一个表面设置有与侧壁上、下孔相配合的凸台。
[0013]所述的侧壁上的外表面上、下各设一圈凹槽，箍圈安装在凹槽内。
[0014]所述的预制板件按照要求制成合适的形状固定于模具中，用以预制出试件中存在的各种形状及位置的构造。
[0015]所述的侧壁的高度大于350mm，内径大于300mm。
[0016]可预制构造的大直径试块成型模具的操作方法，具体包括步骤:
[0017](I)组装模具，将侧壁用箍圈固定并安置于底板之上；
[0018](2)依据试验要求确定试块中构造的位置与尺寸，之后加工预制板，使其尺寸和厚度与要模拟的矩形构造相同；上步组装好的试件模具中放置用以模拟构造的预制板，并采用具有强力吸盘和伸缩弹簧的夹具在底板和侧壁上端予以固定；
[0019](3)之后依照试验要求配置试样的材料，将其拌合均匀后逐层填筑入试件模具中，边填筑边用工具进行压实；
[0020](4)小心用橡皮锤分层夯实材料直到模具顶部，待试件材料凝结后通过拉拔器械连接预制板上的铁圈，拔出试件中的预制板；
[0021](5)最后小心脱模，并让试件自然晾干后备用。
[0022]所述的预制板为普通实心木板，在木板上边缘处设有预先打入的铁圈，用以脱模时连接器械将预制板与成型的试件分离。
[0023]本发明的有益效果为:
[0024]1.结构简单、易于操作，解决在试块中预制构造的难题。
[0025]2.可根据试验所需构造的特点与形状，通过调节预制板的厚度，形状及位置，通过放置在底板和侧壁上端的夹具来实现预制构造的定位与成型，解决了不规则构造难以在预制试块中实现的困难。
[0026]3.整个操作过程易于掌握，试块成型速度快，成型效果好。
[0027]4.模具可拆卸，非常方便样本加工。
[0028]5.可以制作带有构造的大直径试件，试件外径可达300mm，高度可达350mm。
【附图说明】
[0029]图l(a)-(b)为本发明的结构细节示意图；
[0030]图2为本发明夹具详图；
[0031]其中，1、顶板；2、箍圈；3、侧壁；4、底板；5、夹具；6预制板；7强力吸盘；8伸缩弹黃。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0033]如图1模具图、图2夹具详图所示，一种可预制矩形构造的大直径试块成型模具，包括顶板I ;箍圈2 ;侧壁3 ;底板4以及用于固定预制板件的固定装置，顶板1、侧壁3和底板4组合在一起形成一个内部空心的柱形结构，在侧壁3的顶部和底部各设一个用于固定顶板和底板的箍圈2 ;所述的固定装置用于将预制板件固定在柱形结构的内部。
[0034]固定装置包括一个夹具5，所述的夹具上连接多组伸缩弹簧8，每组伸缩弹簧8的一端连接在夹具5上，另一端连接一个强力吸盘7，所述的吸盘吸附在侧壁上方或者底板上。
[0035]侧壁3为一个顶部和底部开孔，内部为空腔的柱形壁。
[0036]顶板I和底板4为一个表面设置有与侧壁上、下孔相配合的凸台。
[0037]侧壁3上的外表面上、下各设一圈凹槽，箍圈安装在凹槽内。
[0038]预制板件按照要求制成合适的形状固定于模具中，用以预制出试件中存在的各种形状及位置的构造。
[0039]实施例1
[0040]利用上述装置预制内部为竖直矩形的大直径试块:
[0041]I)组装模具，将侧壁用箍圈固定并安置于底板之上。
[0042]2)依据试验对试件的要求确定竖直预制构造的位置与厚度，选取合适的预制板竖直放置在组装好的模具中。
[0043]3)之后依照试验要求配置试样的材料，将其拌合均匀后分层填筑入试件模具中。
[0044]4)小心用橡皮锤分层夯实材料直到模具顶部，顶部慢慢夯实并找平，待试件材料凝结后通过拉拔器械连接预制板上的铁圈，拔出试件中的预制板。
[0045]5)最后小心脱模，并让试件自然晾干后备用。
[0046]实施例2
[0047]利用上述装置预制内部为与水平面呈一定角度的矩形构造的大直径试块:
[0048]I)组装模具，将侧壁用箍圈固定并安置于底板之上。
[0049]2)依据试验对试件的要求确定预制构造的厚度和与水平面所成角度，选取合适的预制板件，通过在底板和侧壁上端的夹具将预制板放置在模具中。
[0050]3)之后依照试验要求配置试样的材料，将其拌合均匀后分层填筑入试件模具中。
[0051]4)小心用橡皮锤分层夯实材料直到模具顶部，顶部慢慢夯实并找平，待试件材料凝结后通过拉拔器械连接预制板上的铁圈，拔出试件中的预制板。
[0052]5)最后小心脱模，并让试件自然晾干后备用。
[0053]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:包括顶板、侧壁、箍圈、底板以及用于固定预制板件的固定装置，所述的顶板、侧壁和底板组合在一起形成一个内部为空腔的柱形结构，在侧壁的顶部和底部各设一个用于固定顶板和底板的箍圈；所述的固定装置按照试块中预制构造的位置将预制板件固定在柱形结构的内部。
2.如权利要求1所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:所述的固定装置包括一个夹具，所述的夹具上连接多组伸缩弹簧，每组伸缩弹簧的一端连接在夹具上，另一端连接一个吸盘，所述的吸盘吸附在侧壁上方或者底板上。
3.如权利要求2所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:所述的夹具夹在预制板件的顶部或底部。
4.如权利要求1所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:所述的固定装置包括两个，一个安装在预制板件的顶部，一个安装在预制板的底部。
5.如权利要求1所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:所述的侧壁为一个顶部和底部开孔，内部为空腔的柱形壁。
6.如权利要求1所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:所述的顶板和底板为一个表面设置有与侧壁上、下孔相配合的凸台。
7.如权利要求1所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:所述的侧壁上的外表面上、下各设一圈凹槽，箍圈安装在凹槽内。
8.如权利要求1所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具，其特征在于:所述的预制板件按照要求制成合适的形状固定于模具中，用以预制出试件中存在的各种形状及位置的构造。
9.如权利要求1所述的一种可预制构造的大直径试块成型模具的操作方法，其特征在于，具体包括步骤: (1)组装模具，将侧壁用箍圈固定并安置于底板之上； (2)依据试验要求确定试块中预制构造的位置与尺寸，之后加工预制板；将预制板放置在组装好的试件模具中，并采用具有强力吸盘和伸缩弹簧的夹具在底板和侧壁上端予以固定； (3)依照试验要求配置试样的材料，将其拌合均匀后逐层填筑入试件模具中，边填筑边用工具进行压实； (4)用橡皮锤分层夯实材料直到模具顶部，待试件材料凝结后通过拉拔器械连接预制板上的铁圈，拔出试件中的预制板； (5)最后小心脱模，并让试件自然晾干后备用。
10.如权利要求9所述的一种可预制矩形构造的大直径试块成型模具的操作方法，其特征在于:所述的预制板为普通实心木板，在木板上边缘处设有预先打入的铁圈，用以脱模时连接器械将预制板与成型的试件分离。
【专利摘要】本发明涉及一种可预制构造的大直径试块成型模具及其操作方法，包括顶板、侧壁、箍圈、底板以及用于固定预制板件的固定装置，所述的顶板、侧壁和底板组合在一起形成一个内部为空腔的柱形结构，在侧壁的顶部和底部各设一个用于固定顶板和底板的箍圈；所述的固定装置按照试块要求的位置将预制板件固定在柱形结构的内部。该模具可将预制板做成试验中要求的构造形式于并置于模具中。并且可以根据需要的构造形式予以加工，从而可以模拟出试验的试块中所需的各种形状及大小的构造。该模具还可制造带有构造的大直径试件，试件外径可达300mm，高度可达350mm。
【IPC分类】G01N1-28
【公开号】CN104677704
【申请号】CN201510032812
【发明人】石少帅, 卜林, 李术才, 李利平, 高勇, 王俊涛, 周宗青, 袁永才, 刘洪亮
【申请人】山东大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月22日