上下贯通裂隙类岩石砂浆试件成型模具的制作方法

本实用新型涉及人工模拟岩心试件岩石力学实验装备，尤其涉及上下贯通裂隙类岩石砂浆试件成型模具。

背景技术：

岩石是一种内含节理、裂隙、弱面、断层等的非均质各向异性和非连续的复合结构体，其破坏是通过岩石内部不连续的微裂缝的张开、闭合和扩散贯穿而产生的滑移面所引起的。岩石材料中的多裂纹扩展及其贯通破坏机制是岩石断裂力学的重要研究课题。

目前，研究岩石材料多裂纹扩展及贯通破坏机制问题常采用两种途径：(1)在制作好的真实岩样中预制宏观裂纹；(2)模型试验，采用类岩石材料与其他混合料按比例配制，掺入裂缝片、预埋金属条或聚合物薄条等，预制出含裂纹的样品来模拟岩样开展相似材料试验。由于有些工程中的松软岩石的力学强度小、变形大，随之而来的问题是试验样本不易获得，或取样时扰动过大使得试验样本失去了代表性。对于这些弱胶结、层状或裂缝性岩石，取心成功率极低且即便获得完整的岩心，损伤的影响对岩石性质的改变亦很显著。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型目的是提供上下贯通裂隙类岩石砂浆试件成型模具，该试件脱模方便快捷，不影响试件的力学性质，试件成型速度快和试验效率高，便于对试件渗流做分析。

为了达成上述目的，本实用新型提供的方案是：

上下贯通裂隙类岩石砂浆试件成型模具，包括：

至少一条用于试件成型时形成裂隙的长条件；

底座，所述长条件的底部固定于底座上；

空心筒，包括至少两段筒壁，筒壁围绕底座且高于底座设置；

环形箍，环形箍通过紧固件可拆卸固定于所述空心筒的外部。

上述试件成型模具，通过在空心筒内设置类岩石材料与混合料按比例配置，长条件放置于空心筒内用于在类岩石材料中形成裂隙；空心筒可以是空心圆柱筒，这样整个模具是可拆卸的，试件脱模较为方便，便于取心，再通过环形箍实现对空心筒的固定或者拆卸。

为了方便对长条件的固定，所述底座顶部设置凹槽，所述长条件底部通过凹槽固定于底座，这样方便了对长条件的固定。

所述筒壁的侧部呈阶梯形状设置，即一筒壁的一侧来说，内部的尺寸小于外部的尺寸，这样，空心筒的筒壁在接缝处是交错设置的，以避免筒壁相互贴合后内部砂浆的泄漏。

为了方便后期的脱模，所述长条件为金属件，同样地，底座为金属座。

本实用新型中，所述长条件设置有三条，三条长条件的顶部均设置小孔以便试件成型后的取出。

三条长条件各自间隔设定距离设置，中部的长条件长度长于另外两条的长度。

在所述空心筒的内壁设有一层PVC塑料膜，在底座顶部设有一层塑料膜，从而有效避免砂浆材料与圆柱筒以及底座的直接接触；

在塑料膜的表面涂覆有润滑油；

进一步地，在所述长条件的表面涂覆有润滑油，以便于后期的脱模。

所述环形箍包括两段箍体，两段箍体之间通过紧固件进行连接。

环形箍在所述空心筒外设置至少两段，两段环形箍间隔设定距离设置。

本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型通过筒壁围绕一圈形成空心筒，配合环形箍的设置，实现模具的可拆卸设置，便于对成型试件的取出，脱模方便快捷。

2)本实用新型中长条件的底部通过凹槽与底座实现可拆卸固定，便于对长条件的取出，进而避免对成型试件的影响。

3)本实用新型通过润滑油的涂覆，塑料膜的设置，便于对成型试件的脱模。

附图说明

图1为本实用新型的类岩石砂浆材料试件成型模具的整体结构示意图；

图2为图1中所示的类岩石砂浆材料试件成型模具的结构的俯视图；

图3为图1中所示的类岩石砂浆材料试件成型模具的底座的结构示意图；

其中，1、环形箍；2、筒体；3、塑料膜；4、紧固螺栓；5、紧固螺母；6、底座；7、凹槽；8、塑料膜；9、中间的金属条；10、两侧的金属条；11、小孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

参照图1所示，为本实用新型的类岩石上下贯通裂隙砂浆材料试件成型模具的整体结构示意图。参照图2，为图1中所示的类岩石上下贯通裂隙砂浆材料圆柱形试件成型模具的两个筒体的结构示意图。参照图3，为图1中所示的类岩石上下贯通裂隙砂浆材料试件成型模具的底座。

其中，两个相同的半圆环筒体2拼装成一个完整的圆筒状，两个半圆环筒体2设有相互配合的左右端面，这种交叉配合的结构避免试件在制备时出现砂浆泄漏，有助于混合料的保水性和保证试件质量。

半圆环筒体2粘贴有内壁塑料膜3，避免砂浆材料与环筒体直接接触，制备时在塑料膜表面涂抹上润滑油，便于试件脱膜。

上下两个相同的圆圈状的环形箍1，环形箍包括两段箍体，两段箍体同构紧固螺母5、紧固螺栓4共同组成圆柱形试件成型模具的侧紧固定装置，保证两个半圆环筒体2之间的紧密结合。

底座6为金属块，底座6的上表面粘贴有塑料膜8，避免砂浆材料与金属垫块直接接触，制备时在塑料膜8表面涂抹上润滑油，便于试件脱膜。底座6上表面设有一个尺寸合适的凹槽7，具体情况按照实验要求。制备时将一组长条件如金属条排好后紧密的插入凹槽7之中，起到固定金属条预制上下贯通裂隙的作用。

一组金属条由中间的金属条9和两侧的金属条10组成，每条金属条上端中心的带有小孔11，制备时在每个金属条表面之间涂抹上润滑油，再将金属条排好成一组，插入底座6金属块上的凹槽中固定好。将三个金属条组成一组并在之间涂抹上润滑油，而且在每个金属条上端设置小孔，方便试件制备完成后将金属条取出而又不影响试件的完整性与其力学性质。

本实用新型的类岩石上下贯通裂隙砂浆材料试件成型模具，先将半圆环筒体的内壁塑料膜3与金属块上表面的塑料膜8、每个金属条的表面涂抹上润滑油，再将一组金属条紧密的插入金属块上的凹槽7中；将插有金属条的金属块设置好，将其放在两个半圆环筒体2之中再紧密对合，并拼成圆筒状，再套上上下两个圆圈状的环形箍1，拧紧紧固螺母5与紧固螺栓4使两个半圆环筒体2之间的紧密结合；模具拼装完成，进行试件成型。

脱模时，先将紧固螺栓4和紧固螺母5拧松，直至可以将两个圆圈状的环形箍1从两个半圆环筒体2上脱落，再将两个半圆环筒体2与金属块分离脱落，通过金属条上端的小孔11用工具先将中间的金属条从试件中取出，再将两侧的金属条取出即可。

本实用新型的类岩石上下贯通裂隙砂浆材料试件成型模具，其结构简单，加工非常方便。优势在于：该装置通过改善半圆环筒体2相互配合的左右端面，保证筒体能紧密合缝不至于砂浆的泄漏；在两个半圆环筒体2与金属块的表面粘贴塑料膜，并在塑料膜的表面涂抹上润滑油，保证脱模时能够完整、轻松的将试件脱落而不影响试件的力学性质；在金属块上设置合适的凹槽固定金属条组，能够有效地预制符合实验要求的上下贯通裂隙；将预制裂隙的金属条分为等厚度三条，且中间金属条稍长于两侧金属条，在金属条之间表面涂抹上润滑油，并在金属条上端设置小孔，保证脱模时能够轻松方便地将金属条从试件裂隙中取出且不影响试件的力学性质。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。