岩体力学实验制样模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩体力学实验设备领域，尤其是一种岩体力学实验制样模具。
【背景技术】
[0002]岩体是地质体，它经历过多次而反复的地质作用，经受过变形，遭受过破坏，形成一定的岩石成分，一定的结构，赋存于一定的地质环境中，在作为力学作用研宄对象时被定义为岩体。岩体与一般物体的重大差别在于它是受结构面纵横切割、具有一定结构的多裂隙体。岩体内的结构面及它控制下形成的岩体结构控制着岩体的变形、破坏机制及力学法贝1J。因此，准确把握结构面的力学性质是进行岩体工程稳定性评价的关键因素。
[0003]岩体力学行为的室内试验研宄是构建岩体本构模型和进行工程设计数值模拟的前提和依据，因此通过室内试验研宄结构面的变形和强度特性是获取岩体结构面力学性质的重要方法和途径。由于岩体结构面的力学试验是破坏性试验，结构面一旦破坏无法修复且不能进行重复试验；天然岩体结构面的取样成本较高，运输较难，无法得到不同尺寸的结构面试样，进而不能分析结构面的尺寸效应并确定结构面力学性质的稳定阈值。
[0004]因此，国内外学者广泛采用水泥、高强石膏等类岩石材料进行模拟岩体试验，通过制作人工岩体试样进行大量平行试验以研宄天然岩体的力学性质。本模具的结构设计能够用来加工不同尺寸、不同结构面形状的贯通结构面型试样、非贯通结构面型试样、半埋藏结构面型试样等不同类型的人工岩体试样以满足不同岩体力学实验的需求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种岩体力学实验制样模具，该模具的结构设计能够用来加工不同尺寸、不同结构面形状的贯通结构面型试样、非贯通结构面型试样、半埋藏结构面型试样等不同类型的岩体力学实验制样模具。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:岩体力学实验制样模具，前后竖板、左右竖板、夹板和底板，所述前后竖板、左右竖板与底板分别通过螺栓装置连接固定并形成半开放长方体空间，所述夹板垂直安插于所述的长方体空间内。
[0007]进一步的是，当加工剪切试验所需的人工岩体试样时，沿左右竖板的长度方向上设置有凹槽，所述凹槽位于左右竖板宽度的一半处且所述凹槽设置于所述的长方体空间内。
[0008]进一步的是，当加工贯通结构面型试样时，所述夹板为矩形薄板，且附有与所述凹槽尺寸相匹配的两个对称分布的块状插销，所述矩形薄板的长度与所述长方体空间的宽度一致，所述矩形薄板的宽度与所述长方体空间的高度一致，所述矩形薄板将所述长方体空间等分成两个长方体空间，所述夹板通过所述块状插销分别无缝安插于所述左右竖板的凹槽内。
[0009]进一步的是，当加工非贯通结构面型剪切试样时，所述夹板为两块彼此独立且相同的矩形薄板，且分别附有与所述凹槽尺寸相匹配的块状插销，所述夹板的插销相对一侧长边进行尖锐化处理，所述矩形薄板长度与所述长方体空间高度一致，所述矩形薄板宽度不大于所述长方体空间宽度的四分之一，所述块状插销分别无缝安插于所述左右竖板的凹槽内。
[0010]进一步的是，当加工半埋藏结构面型剪切试样时，所述底板上设置有垂直于其板面的圆柱状等直径通孔，所述夹板包括中间夹板和两端夹板，所述中间夹板为矩形薄板，其长度与所述长方体空间高度一致，所述中间夹板两侧长边进行尖锐化处理，一侧宽边附圆柱状插销，所述圆柱状插销与所述底板等高度且与所述通孔等直径，所述圆柱状插销无缝安插于所述底板通孔，所述两端夹板为两块相同矩形薄板并分别附与所述凹槽尺寸相匹配的块状插销，所述矩形薄板长度与所述长方体空间高度一致，宽度为10mm，所述两端夹板插销相对一侧长边进行尖锐化处理，所述块状插销分别无缝安插于所述左右竖板凹槽。
[0011]进一步的是，当加工压缩试验所需的人工岩体试样时，所述底板上设置有垂直于其板面的圆柱状等直径通孔，所述夹板为矩形薄板，其长度与所述长方体空间高度一致，所述夹板两侧长边进行尖锐化处理，一侧宽边附圆柱状插销，所述圆柱状插销与所述底板等高度且与所述通孔等直径，所述圆柱状插销无缝安插于所述底板通孔。
[0012]进一步的是，所述夹板的矩形薄板包括平直型、锯齿型和无规则型等多种形状。
[0013]本发明的有益效果是:本发明能够用来加工不同尺寸、不同结构面形状的贯通结构面型试样、非贯通结构面型试样、半埋藏结构面型试样等，通过利用这些不同类型的人工岩体试样以达到不同岩体力学实验的目的。本发明通过浇注浆体材料于所述长方体制样空间，并经养护硬化后最终形成不同类型的人工岩体试样，因此可以随实际的实验需要而灵活的制作试样，尤其适用于岩体力学实验制样之中。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的贯通平直结构面型制样模具的结构示意图。
[0015]图2是本发明的贯通锯齿结构面型制样模具的结构示意图。
[0016]图3是本发明的贯通无规则结构面型制样模具的结构示意图。
[0017]图4是本发明的非贯通平直结构面型制样模具的结构示意图。
[0018]图5是本发明的非贯通锯齿结构面型制样模具的结构示意图。
[0019]图6是本发明的非贯通无规则结构面型制样模具的结构示意图。
[0020]图7是本发明的半埋藏平直单结构面型制样模具的结构示意图。
[0021]图8是本发明的半埋藏锯齿单结构面型制样模具的结构示意图。
[0022]图9是本发明的半埋藏无规则单结构面型制样模具的结构示意图。
[0023]图10是本发明的半埋藏平直双结构面型制样模具的结构示意图。
[0024]图11是本发明的半埋藏锯齿双结构面型制样模具的结构示意图。
[0025]图12是本发明的半埋藏无规则双结构面型制样模具的结构示意图。
[0026]图13是本发明的半埋藏平直多结构面型制样模具的结构示意图。
[0027]图14是本发明的半埋藏锯齿多结构面型制样模具的结构示意图。
[0028]图15是本发明的半埋藏无规则多结构面型制样模具的结构示意图。
[0029]图中标记为:前后竖板1，左右竖板2，夹板3，中间夹板31，两端夹板32，底板4。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0031]如图1至图15所示的岩体力学实验制样模具，前后竖板1、左右竖板2、夹板3和底板4，所述前后竖板1、左右竖板2与底板4分别通过螺栓装置连接固定并形成半开放长方体空间，所述夹板3垂直安插于所述的长方体空间内。当加工剪切试验所需的人工岩体试样时，沿左右竖板2的长度方向上设置有凹槽，所述凹槽位于左右竖板2宽度的一半处且所述凹槽设置于所述的长方体空间内。
[0032]实施例1
[0033]参考图1至图3，本发明所提供的贯通结构面型岩体剪切实验制样模具包括前后竖板1、左右竖板2、夹板3和底板4 ;左右竖板2和底板4通过螺栓装置连接固定形成U形框，前后竖板I和U形框左右竖板2通过螺栓装置连接固定形成半开放长方体空间，夹板3垂直安插于长方体空间；左右竖板2—侧长边中部附凹槽，夹板3为矩形薄板附与凹槽尺寸相匹配的两个对称分布的块状插销；矩形薄板长度与长方体空间宽度一致，矩形薄板宽度与长方体空间高度一致，矩形薄板将长方体空间等分成两个长方体空间；块状插销分别无缝安插于左右竖板2凹槽。所述前后竖板1、左右竖板2和夹板3分别附固定握柄。技术人员借助握柄，通过螺栓装置将竖板、夹板3和底板4拼装成上述制样空间，浇注浆体材料于制样空间内，待材料初凝后借助握柄提出夹板3，并相继拆卸前后竖板I和左右竖板2 ;待材料终凝后，以前后竖板I长边方向为轴，将试样绕轴