一种钳式防沉降仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及岩体结构面的一种钳式防沉降仪，主要包括主体支架、平衡杆、蝴蝶螺母、扳手型活动钳以及平衡块等几个部分；扳手型活动钳包括活动钳、固定钳、活动螺栓以及固定销四个部分；主体支架上有一个竖直滑槽，平衡杆可通过松紧蝴蝶螺母从而实现在主体支架上下移动；平衡杆的一端安装平衡块，使得整个体系平衡，另一端安装扳手型活动钳，可调节扳手型活动钳的活动螺栓，使活动钳伸缩运动，从而卡住试样，再将固定销插入活动螺栓，从而使整个扳手钳紧紧夹住试样；在结构面模型的制作过程中，通过使用结构面模型的防沉降仪，将结构面试样夹紧使其固定不动，避免了其发生不均匀沉降和沉降量过大的现象。
【专利说明】一种钳式防沉降仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到岩石力学中“xj-型携带式剪切仪测定结构面剪切强度”所采用结构面模型的制作【技术领域】，具体涉及一种钳式防沉降仪。
【背景技术】
[0002]岩体沿结构面的剪切破坏是工程岩体中最常见的破坏形式，因此，岩体的稳定性研究也最关注岩体结构面的剪切特性。在地质、水利、铁路、公路、市政等相关工程领域，结构面的抗剪强度指标是工程设计和岩体稳定性评价中非常重要的力学参数之一，抗剪强度指标如果不准确将直接导致工程应用时造成较大偏差，也即抗剪强度指标的准确与否极大地影响工程的安全性。岩体结构面的抗剪强度指标一般要通过室内试验或原位测试确定，但由于原位试验对岩石露头、试验设备及试验场地等诸多要求，多采用室内试验的方法来得到岩体结构面的抗剪强度指标，其中应用最多的是使用XJ—型携带式剪切仪进行岩体结构面直剪试验。进行结构面直剪试验，要先制作结构面模型，在制作过程中由于水泥砂浆的流动性和岩体结构面试样的的自重作用，试样在盛有水泥砂浆的样模中发生不均匀沉降及沉降量过大的现象。
[0003]水利水电岩石力学试验规程(SL264-2001)中，结构面直剪试验时要求法向荷载与剪切荷载的合力作用点位于剪切面的中心，法向荷载中心线垂直于剪切面并通过其中心。而在结构面模型的制作过程中，结构面试样在盛有水泥砂浆的样模中发生不均匀沉降的现象，导致结构面倾斜不水平，出现了误差角，所制结构面模型在进行直剪试验时，结构面与直剪仪所加竖向力不能垂直，导致法向力与剪切方向是不垂直的，导致试验结果出现明显误差甚至是错误。再者，结构面试样若在水泥砂浆的样模中沉降量过大，甚至导致是上下模型接触，则制样失败。或是由于未进行摁压致使结构面试样高出样模边框许多，造成上下模型放入剪切盒后，千斤顶顶头无法顶入，导致此结构面模型制作失败，该结构面试样作废。因此，在制样过程中若能避免上述情况的出现，将很大程度上提高试验的准确性和效率。本实用新型旨在消除上述所指的不均匀沉降及沉降量过大，通过使用钳式防沉降仪将结构面试样固定不动，避免了结构面试样的不均匀沉降和沉降量过大现象的发生。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种钳式防沉降仪，用于解决结构面试样制作时存在不均匀沉降及沉降量过大的缺点。该防沉降仪不仅结构简单、拆卸容易、操作方便，而且性价比高，使用效果好。
[0005]本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006]一种钳式防沉降仪，包括主体支架I个、平衡杆I根、螺母2个、扳手型活动钳I个以及平衡块I个；所述主体支架中间开有竖直滑槽，平衡杆穿过主体支架内的滑槽可以在滑槽内上下移动，并通过滑槽两侧的螺母固定；所述平衡杆是一根带有螺纹的直杆，所述平衡杆的一端安装有扳手型活动钳，其另一端安装有平衡块。
[0007]以上所述扳手型活动钳由活动钳、固定钳、活动螺栓以及固定销四个部分构成；所述活动螺栓的两端在固定钳的孔I中；所述活动钳两端在固定钳的孔2中；所述活动螺栓与所述活动钳处于相互交错状态，活动螺栓通过转动能够带动活动钳的转动；所述固定销插入活动螺栓之中。
[0008]以上所述的扳手型活动钳的钳口内侧为粗糙面；当岩石样品处于固定钳和活动钳之间时，通过转动活动螺栓来带动活动钳的转动，增加或减小对固定钳和活动钳前端的咬合力，将岩石样品固定在固定钳和活动钳之间，此时，再用固定销插入活动螺栓之中，保证可以稳稳钳住岩石样品。
[0009]以上所述的扳手型活动钳的末端有一带螺纹的孔，平衡杆上螺纹旋入该孔中，将扳手型活动钳固定在平衡杆上。
[0010]以上所述的平衡块上设有带螺纹的孔和用于微调的水准泡；所述平衡杆上螺纹旋入平衡块上带螺纹的孔，通过调节平衡块在平衡杆的位置来使所述防沉降仪的整体平衡，且微调平衡块上的水准泡使系统最终水平。
[0011 ] 以上所述螺母是蝴蝶螺母。
[0012]由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种钳式防沉降仪包括主体支架I个、平衡杆I根、蝴蝶螺母2个、扳手型活动钳I个(含活动钳、固定钳、活动螺栓、固定销)、平衡块I个；将本仪器组装好，并将支架上的水平杆调平。在直剪试验前的结构面模型的制作过程中，利用前端活动扳手的卡口固定住结构面试样，并置于试样制作模具中央的正上方，再往样模内浇筑一定量的水泥砂浆，达到一定高度后，开始将试样从中心位置往下缓慢吊放。松开螺丝,移动平衡杆,使结构面试样的受剪面仅高出样模边框大约4?5mm，并利用平衡块上的水准泡进行调平，继而将平衡杆两侧螺母拧紧固定，然后再浇筑水泥砂浆填满捣实即可。在结构面模型制作时，通过使用结构面试样的防沉降仪，将结构面夹紧使其固定不动，避免了其发生不均匀沉降和沉降量过大。
[0013]本实用新型的技术效果是:将主体支架放置在浇注模具的一侧，并组装好仪器的各个部件，然后用扳手型固定活动钳夹住结构面试样。吊放结构面试样，松开螺母，再上下移动平衡杆使结构面试样的受剪面高出样模边框大约5mm处，然后将平衡杆螺母初步固定，并利用平衡块上的水准泡微调使之完全水平，继而将活动长杆两侧螺母拧紧固定，保证了结构面试样在水泥砂浆中不发生不均匀沉降及控制了结构面试样的沉降量，待水泥砂浆凝固后(约24h)即可将防沉降仪拆除。
[0014]本实用新型与现有技术相比有以下优点:
[0015]1、本实用新型防沉降仪原理简单、直观，不仅平衡杆可以转动，也可以夹着试样在滑槽里上下移动，扩大了可夹持结构面式样的高度范围及实验的操作空间；
[0016]2、本实用新型防沉降仪有平衡块，可以很好地调节仪器整体的平衡性，同时利用其上的水准泡，可以微调平衡块，使试样水平，较之前的防沉降夹固定试样的拥有更好的平衡作用；
[0017]3、本实用新型防沉降仪结构简单，便于携带、方便操作、易于拆卸、价格低廉、使用效果好；
[0018]4、本实用新型防沉降仪能起到固定结构面试样的作用，使其固定在某一高度，而不因水泥砂浆的流动性和试样的自重作用下发生沉降过大和不均匀沉降；
[0019]5、本实用新型防沉降仪通过扳手型固定活动钳的夹持作用，可很好的夹持结构面试样而不致使其随意移动，从而使得试样保持一定的高度和水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型防沉降仪的整体结构示意图。
[0021]图2为本实用新型扳手型活动钳的固定钳示意图。上述图中:1_活动钳、2-活动螺栓、3-固定钳、4-螺母、5-平衡杆、6-平衡块、7-主体支架、8-固定销、9-水准泡、10-固定钳孔1、11_固定钳孔2。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0023]本实用新型提供的一种钳式防沉降仪整体结构图如图1所示，该防沉降仪主要包括主体支架、平衡杆、蝴蝶螺母、扳手型活动钳(含活动钳、固定钳、活动螺栓、固定销)以及平衡块等几个部分；主体支架上有一个竖直滑槽，平衡杆可通过松紧蝴蝶螺母从而实现在主体支架上下移动；平衡杆的一端安装平衡块，使得整个体系平衡，另一端安装扳手型活动钳，可调节扳手型活动钳的活动螺栓，使活动钳伸缩运动，从而卡住试样，再将固定销插入活动螺栓，从而使整个扳手钳紧紧夹住试样。
[0024]本实施例中，主体支架高为60cm，下端为方形体，便于整个体系稳定，中间为矩形滑槽，可供平衡杆在其中上下移动，滑槽宽2cm ;平衡杆为螺纹钢，横截面直径为2cm，长45cm ;两个螺母，口径直径为2cm ;平衡块尺寸为8cmX8cmX8cm,顶面带有水准泡,可通过螺纹平衡杆锁在一起；平衡杆另一端为扳手型活动钳，两个大钳最大间距可调至15cm，以便能夹持固定更多尺寸的的结构面试样。根据实验要求的结构面尺寸，在本实验中，结构面试样的尺寸大小一般要求为3cmX3cnTl2cmX 12cm,高2_5cm的长方体,本实用新型的防沉降仪对于3-12cm的结构面试样都是完全满足条件的。
[0025]为了说明直剪试验结构面试样的钳式防沉降仪的操作过程，本实用新型通过尺寸为1cmXlOcm的结构面试样的模型制作过程进行说明。
[0026]结构面模型制作前，在模具前后侧板内壁涂上一层薄黄油层，并复上一张牛皮纸，以使制作好的模型易与前后侧板内壁脱离，然后在半个模具内加少量的水泥砂浆(需要修改);以模型为中心将支架放在其一侧位置，组装好仪器。
[0027]此时将结构面试样的防沉降仪放在模型一侧，打开扳手型活动钳，将结构面试样卡住，使扳手型活动钳内侧与结构面试样两侧面接触好，此时用固定销卡住活动螺栓。慢慢调节平衡杆两端长度使其两端大致平衡，然后初步调节两端螺母，将试样夹紧并保持受剪面水平；再进一步调节螺母，让平衡杆上下移动，使试样结构面的受剪面高出样模边框大约4?5mm时，微调平衡块上的水准泡，再拧紧主体支架上的螺母，使整体固定，以阻止结构面发生不均匀沉降或沉降量过大。
[0028]待水泥砂浆凝固(约24h)后，拧松活动螺栓，移开扳手型活动钳即可；再将制作好的模型从模具中取出，将模具上的水泥残渣清理干净。在制作另一半模型时同样与上述步骤相同使用防沉降仪。在空模具前后侧板内壁再次涂上一层薄黄油层，并复上一张牛皮纸，再加适量砂浆，在模具边框两端各放一根开缝垫条，将已凝固的那一半模型倒转，利用夹持板夹紧模型，再利用钳式防沉降仪进行吊放，使试样结构面试样的受剪面高出样模边框大约Γ 5mm时，再拧紧支架上的螺母固定活动螺杆。待24h后，拆去防沉降仪及模具，取出试样，进行养护，这样结构面模型就制作完成了。
【权利要求】
1.一种钳式防沉降仪，其特征在于:包括主体支架I个、平衡杆I根、螺母2个、扳手型活动钳I个以及平衡块I个；所述主体支架中间开有竖直滑槽，平衡杆穿过主体支架内的滑槽可以在滑槽内上下移动，并通过滑槽两侧的螺母固定；所述平衡杆是一根带有螺纹的直杆，所述平衡杆的一端安装有扳手型活动钳，其另一端安装有平衡块。
2.根据权利要求1所述的一种钳式防沉降仪，其特征在于:所述扳手型活动钳由活动钳、固定钳、活动螺栓以及固定销四个部分构成；所述活动螺栓的两端在固定钳的孔I中；所述活动钳两端在固定钳的孔2中；所述活动螺栓与所述活动钳处于相互交错状态,活动螺栓通过转动能够带动活动钳的转动；所述固定销插入活动螺栓之中。
3.根据权利要求2所述的一种钳式防沉降仪，其特征在于:所述的扳手型活动钳的钳口内侧为粗糙面；当岩石样品处于固定钳和活动钳之间时，通过转动活动螺栓来带动活动钳的转动，增加或减小对固定钳和活动钳前端的咬合力，将岩石样品固定在固定钳和活动钳之间，此时，再用固定销插入活动螺栓之中，保证可以稳稳钳住岩石样品。
4.根据权利要求1所述的一种钳式防沉降仪，其特征在于:所述的扳手型活动钳的末端有一带螺纹的孔，平衡杆上螺纹旋入该孔中，将扳手型活动钳固定在平衡杆上。
5.根据权利要求1所述的一种钳式防沉降仪，其特征在于:所述的平衡块上设有带螺纹的孔和用于微调的水准泡；所述平衡杆上螺纹旋入平衡块上带螺纹的孔，通过调节平衡块在平衡杆的位置来使所述防沉降仪的整体平衡，且微调平衡块上的水准泡使系统最终水平。
6.根据权利要求1所述的一种钳式防沉降仪，其特征在于:所述螺母是蝴蝶螺母。
【文档编号】G01C9/24GK204085979SQ201420512797
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年9月9日
【发明者】方堃, 江强强, 李 浩, 姜耀飞, 刘超远, 冉秀峰, 李哲豪, 陈会行, 米春元 申请人:中国地质大学（武汉）