一种预制裂纹的类岩石的制备模具的制作方法

本实用新型涉及模具领域，具体涉及一种预制裂纹的类岩石的制备模型。

背景技术：

岩体是在矿山开采，隧道开挖，水利开通及地下空间的开拓等大型工程中的最主要材料，岩体的力学性能关系到工程能否正常进行以及工程的安全性。岩体内部存在着大量的节理，裂缝，空洞等缺陷，在荷载的作用下，伴随着节理面的张开、闭合、扩展以及岩桥的贯通，最终导致岩体的失稳破坏。岩体的力学性能主要取决于节理的长度，倾角，贯通率，节理间距以及岩桥的的倾角和长度。渗入研究节理的扩展及其强度、变形特征具有及其重要的理论价值和工程意义。岩体经过长期复杂的地质构造运动，岩体内部存在着复杂多样的节理，使岩体具有不连续性，非均匀性、各向异性和高度非线性等复杂特性。由于原岩体试样制备很困难，加之岩体的节理形状尺寸大小和倾角存在很大的离散型，很难得到规律性总结。通过把岩体的结构特性、赋存环境以及岩体的工程作用力学模型统一到室内的模拟试验中去，模拟岩体的变形、破坏过程和机制，成为了研究裂隙岩体的一种行之有效而且主流的方法。

类岩石试件主要原料是水泥砂浆和一些外加剂，关键问题是试件模具如何制作以及如何精确控制预制裂纹的位置。现有的一些模具都是根据试验研究内容特别制作的铸铁模具，由于铸铁模具控制的预制裂纹是固定不变的而且不能随意变化裂纹的空间位置和尺寸大小，一定程度上限制了试验的研究内容。本实用新型模具可以有效解决上述问题，并且模具可以重复利用，对试验研究内容中裂纹的排布和尺寸大小没有限制。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供了一种能够模拟带有节理的真实岩石，研究类岩石的力学性能和节理的扩展机理和岩桥的破坏准则的预制裂纹的类岩石的制备模型。

本实用新型采取的技术方案是：一种预制裂纹的类岩石的制备模具，包括侧板、底板、锁紧螺栓、苯板、插片、插片控制片、隔板、磁铁以及梯形板；底板长度大的两侧边沿均一体化设有梯形板；两L型侧板长度大的一侧边沿均一体化设有梯形板，且两侧板通过端部的凹凸槽咬合拼装，侧板通过锁紧螺栓穿过梯形板固定于底板上，组成上不开口的矩形盒体；盒体内部底板上方铺设有苯板，苯板上刻画有若干不规则裂隙，裂隙中插有插片和隔板，且插片与隔板交替分布；插片的另一端粘接有插片控制片，类T型隔板上部两端通过磁铁夹紧并且吸附固定于侧板顶部边沿。

作为一种优选的技术方案：所述的隔板、插片以及插片控制片均采用厚度为0.2mm的铝箔片制成，且铝箔片厚度可变。

作为一种优选的技术方案：所述苯板表面的裂隙深度为3mm，且裂隙位置可变。

作为一种优选的技术方案：所述插片与插片控制片之间的粘接采用透明胶带进行粘贴链接，且可弯折变形。

作为一种优选的技术方案：所述的梯形板中心设有一螺栓通孔。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型模具，结构简单，便于组装和拆卸；（2）不仅可以精确的控制预制裂隙的角度和长度，还可以通过改变铝箔板的厚度来改变预制裂纹的宽度；（3）预制裂纹的空间位置和尺寸是由苯板和插片控制的，苯板和插片便于现场制作，试件的尺寸和裂纹排布位置和大小可以任意制定；（4）裂纹制作高效可行，可以满足复杂的裂纹排布形式以及不同的试验加载方式。

附图说明

图1为一种预制裂纹的类岩石的制备模具的结构立体图；

图2为一种预制裂纹的类岩石的制备模具的侧板；

图3为一种预制裂纹的类岩石的制备模具的底板；

图4为一种预制裂纹的类岩石的制备模具的苯板立体图；

图5为一种预制裂纹的类岩石的制备模具的苯板俯视图；

图6为一种预制裂纹的类岩石的制备模具的插片与插片控制片的连接图；

图7为一种预制裂纹的类岩石的制备模具的插片与插片控制片的立体图；

图中：1侧板、2底板、3锁紧螺栓、4苯板、5插片、6插片控制片、7隔板、8磁铁、9梯形板。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

参考附图，一种预制裂纹的类岩石的制备模具，包括侧板1、底板2、锁紧螺栓3、苯板4、插片5、插片控制片6、隔板7、磁铁8以及梯形板9；底板2长度大的两侧边沿均一体化设有梯形板9；两L型侧板1长度大的一侧均一体化设有梯形板9，且两侧板1通过端部的凹凸槽咬合拼装；侧板1通过锁紧螺栓3穿过梯形板9固定于底板2上，组成上不开口的矩形盒体；苯板4上预先根据岩石试件的角度与长度刻画有若干不规则裂隙，再将苯板4铺设入盒体内部底板2上方，裂隙中插有插片5和隔板7，且插片5与隔板7交替分布；插片5的另一端粘接有插片控制片6，类T型隔板7上部两端通过磁铁8夹紧并且吸附固定于侧板1顶部边沿。

所述的隔板7、插片5以及插片控制片6均采用厚度为0.2mm的铝箔片制成，且铝箔片厚度可变进而改变预制裂隙的宽度。

所述苯板4表面的裂隙深度为3mm，且裂隙位置可变进而调整隔板7的位置。

所述插片5与插片控制片6之间的粘接采用透明胶带进行粘贴链接，且可弯折变形进而改变预制裂隙的长度或角度。

所述的梯形板9中心设有一螺栓通孔。

本实用新型模具制作完毕后，进行水泥砂浆的浇筑成型，模拟带有节理的真实岩石，再通过单轴、双周、三轴和剪切试验，研究类岩石的力学性能和节理的扩展机理和岩桥的破坏准则。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以补充阐释本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的广大技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者同等替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。