一种带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置的制作方法

本发明涉及一种带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置，属于土木工程室内试验装置。

背景技术：

柱状节理岩体特殊的节理面形式使试样制备过程变得困难。水泥砂浆制备的柱体试样养护完成后利用石膏进行粘黏，随后对原始试样进行切割得到所需要的带倾角柱状节理岩体试样。然而，物理切割容易造成试样沿节理面的开裂现象，试样不能满足试验要求。

技术实现要素：

本发明提供一种带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置，能够对待切割原始试样进行切割得到所需要的带倾角柱状节理岩体试样，同时克服了在物理切割过程中造成的沿节理面开裂现象。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置，包括基础平板，在基础平板上安装可实现待切割原始试样进行移动的推移结构，在推移结构上安装实现待切割原始试样进行转动的旋转结构，还包括切割结构，其布设在基础平板的一端上方，与旋转结构之间有间距；

作为本发明的进一步优选，前述的推移结构包括可在基础平板上滑行的滑动板，基础平板表面呈凹陷状，其两侧凸出形成侧壁，在侧壁上开设贯通的长方形滑动槽；

滑动板对称的两侧分别安装握把，握把插入长方形滑动槽内，使滑动板在基础平板上自由滑行；

前述的旋转结构包括转动盘，在滑动板上开设圆形凹槽，圆形凹槽的圆心与滑动板的中心重合，转动盘可旋转安装在圆形凹槽内，且转动盘大小与圆形凹槽匹配，转动盘的圆心与圆形凹槽的圆心重合；

转动盘的表面布设两根用于固定待切割原始试样的扎带；

作为本发明的进一步优选，在转动盘的侧边上安装指针，在圆形凹槽的圆周上布设均匀的倾角刻度；转动盘安装在圆形凹槽内时，指针指向倾角刻度的零处；

作为本发明的进一步优选，前述的切割结构包括通过支撑结构安装在基础平板一端上方的切割刀，切割刀包括两部分，分别为呈长方体状的上部分和呈三棱柱状的下部分，两者连接形成贯通的内部为中空的空腔，其中，下部分中三棱柱的顶部棱边朝向基础平板；在上部分顶部开设输酸孔，下部分的顶部棱边处开设长条缺口状的排酸口，且排酸口的长度小于下部分的顶部棱边长度；

作为本发明的进一步优选，还包括切割调节块，其设置呈三棱柱状，切割调节块的平面处安装调节上凸块，其与切割刀的排酸口大小匹配，可将调节上凸块卡进排酸口内，切割调节块的顶部棱边朝向基础平面；

在切割刀的下部分开设排酸口处，排酸口长度小于下部分的顶部棱边长度，下部分的顶部棱边两端分别留有凸起，在其中一个凸起内侧开设切割刀凹槽，在切割调节块相对切割刀凸起的一端安装与切割刀凹槽相匹配的调节块凸块，切割调节块的另一端开设与调节块凸块相匹配的调节块凹槽；

作为本发明的进一步优选，还包括盛装盒，其与基础平板布设切割结构的一端相连，且盛装盒内腔的高度低于基础平板的高度；

在盛装盒一侧靠近底部的位置开设排液口，排液口向外侧延伸并安装用于控制排液口开关的阀门；

作为本发明的进一步优选，前述的支撑结构包括两根互相平行布设的支撑柱，分别安装在基础平板的两个侧边上，两根支撑柱的顶部通过反力梁连接固定，在反力梁相对基础平板的一侧安装两根互相平行的伸缩杆，伸缩杆的底端连接固定切割结构，反力梁内部呈中空设置，其内布设电动机，电动机与伸缩杆连接，控制伸缩杆的伸缩。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明利用带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置，对原始柱状节理岩体试样进行化学切割，利用盐酸与使用水泥制备的原始试样化学反应，将原始试样多余材料去除，通过调节转动盘指针指向，得到试验所需要倾角的试样，克服了物理切割对原始试样的破坏，避免试样发生沿节理面的开裂，提升了试样质量和实验进程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的整体结构示意图；

图2为本发明的优选实施例的基础平板的结构示意图；

图3为本发明的优选实施例的滑动板的整体结构示意图；

图4为本发明的优选实施例的转动盘的整体结构示意图；

图5为本发明的优选实施例的盛装盒的整体结构示意图；

图6为本发明的优选实施例的切割刀的整体结构示意图；

图7为本发明的优选实施例的切割刀的主视结构示意图；

图8为本发明的优选实施例的切割刀排酸口的局部结构示意图；

图9为本发明的优选实施例的切割调节块的整体结构示意图；

图10为本发明的优选实施例带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置的原始试样的整体结构示意图；

图11为本发明的优选实施例的带倾角柱状节理岩体试样制备流程图；

图12为本发明的优选实施例的带倾角柱状节理岩体试样的整体结构示意图。

图中：1为基础平板，2为滑动板，3为转动盘，4为盛装盒，5为支撑柱，6为反力梁，7为伸缩杆，8为切割刀，9为切割调节块，11为长方形滑动槽，21为握把，22为倾角刻度，31为扎带，32为指针，41为排液口，42为阀门，81为输酸孔，82为排酸口，83为切割刀凹槽，91为调节块凹槽，92为调节块凸块，93为调节块上凸块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图12所示，本发明包括以下特征部件：1为基础平板，2为滑动板，3为转动盘，4为盛装盒，5为支撑柱，6为反力梁，7为伸缩杆，8为切割刀，9为切割调节块，11为长方形滑动槽，21为握把，22为倾角刻度，31为扎带，32为指针，41为排液口，42为阀门，81为输酸孔，82为排酸口，83为切割刀凹槽，91为调节块凹槽，92为调节块凸块，93为调节块上凸块。

图1所示，本发明的一种带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置，包括基础平板，在基础平板上安装可实现待切割原始试样进行移动的推移结构，在推移结构上安装实现待切割原始试样进行转动的旋转结构，还包括切割结构，其布设在基础平板的一端上方，与旋转结构之间有间距；

图2所示，作为本发明的进一步优选，前述的推移结构包括可在基础平板上滑行的滑动板，基础平板表面呈凹陷状，其两侧凸出形成侧壁，在侧壁上开设贯通的长方形滑动槽；

图3所示，滑动板对称的两侧分别安装握把，握把插入长方形滑动槽内，使滑动板在基础平板上自由滑行；

图4所示，前述的旋转结构包括转动盘，在滑动板上开设圆形凹槽，圆形凹槽的圆心与滑动板的中心重合，转动盘可旋转安装在圆形凹槽内，且转动盘大小与圆形凹槽匹配，转动盘的圆心与圆形凹槽的圆心重合；

在转动盘的中心位置开设旋转孔，其内插设旋转轴，在圆形凹槽中心位置安装旋转轴承，旋转轴的底端安装在旋转轴承内，实现转动盘的旋转；

转动盘的表面布设两根用于固定待切割原始试样的扎带；

作为本发明的进一步优选，在转动盘的侧边上安装指针，在圆形凹槽的圆周上布设均匀的倾角刻度；转动盘安装在圆形凹槽内时，指针指向倾角刻度的零处；

图6-图7所示，作为本发明的进一步优选，前述的切割结构包括通过支撑结构安装在基础平板一端上方的切割刀，切割刀包括两部分，分别为呈长方体状的上部分和呈三棱柱状的下部分，两者连接形成贯通的内部为中空的空腔，其中，下部分中三棱柱的顶部棱边朝向基础平板；在上部分顶部开设输酸孔，下部分的顶部棱边处开设长条缺口状的排酸口，且排酸口的长度小于下部分的顶部棱边长度；

作为本发明的进一步优选，还包括切割调节块，其设置呈三棱柱状，切割调节块的平面处安装调节上凸块，其与切割刀的排酸口大小匹配，可将调节上凸块卡进排酸口内，切割调节块的顶部棱边朝向基础平面；

图8-图9所示，在切割刀的下部分开设排酸口处，排酸口长度小于下部分的顶部棱边长度，下部分的顶部棱边两端分别留有凸起，在其中一个凸起内侧开设切割刀凹槽，在切割调节块相对切割刀凸起的一端安装与切割刀凹槽相匹配的调节块凸块，切割调节块的另一端开设与调节块凸块相匹配的调节块凹槽；

图5所示，作为本发明的进一步优选，还包括盛装盒，其与基础平板布设切割结构的一端相连，且盛装盒内腔的高度低于基础平板的高度；

在盛装盒一侧靠近底部的位置开设排液口，排液口向外侧延伸并安装用于控制排液口开关的阀门；

作为本发明的进一步优选，前述的支撑结构包括两根互相平行布设的支撑柱，分别安装在基础平板的两个侧边上，两根支撑柱的顶部通过反力梁连接固定，在反力梁相对基础平板的一侧安装两根互相平行的伸缩杆，伸缩杆的底端连接固定切割结构，反力梁内部呈中空设置，其内布设电动机，电动机与伸缩杆连接，控制伸缩杆的伸缩。

前述的基础平板，滑动板，转动盘，切割刀，切割调节块及盛装盒采用聚乙烯材料；

前述的扎带采用塑料自锁扎带。

图10为本发明的优选实施例带倾角柱状节理岩体试样化学切割装置的原始试样的整体结构示意图。

图11-图12所示，具体的实施过程如下：

将盛装盒置于基础平板带有切割刀的一侧，同时将滑动板置于基础平板凹陷区域，使握把插入基础平板的长方形滑动槽中，将转动盘置于滑动板上开设的圆形凹槽内，使指针指向圆形凹槽的圆周上布设均匀的倾角刻度0；随后，将采用水泥制备的柱状节理岩体原始试样沿柱轴向安置于固定扎带中，扎紧固定扎带固定待切割原始试样的位置；旋转转动盘，使指针指向试验所需倾角角度值，随后固定转动盘使原始试样所处倾角保持不变；推动滑动板握把使原始试样待切割部位标线位于切割刀正下方；根据原始试样尺寸在切割刀下部分缺口处设置切割调节块，从而调整排酸口大小，进而调节盐酸的排出量；关闭盛装盒排液口的阀门，打开电动机使伸缩杆伸长，切割刀逐渐靠近待切割原始试样；在伸缩杆伸长过程中，向切割刀输酸孔注入盐酸，待切割刀将原始试样多余材料切割完毕后停止注入，并调整电动机使伸缩杆收缩至最上部；接着调整转动盘使其余三面的带切割标线依次位于切割刀正下方，重复上述步骤完成其余三面的切割；完成后，关闭电动机，打开盛装盒排液口的阀门，将盐酸溶液及反应后产物回收。将溶解后的带倾角柱状节理岩体试样取下，若溶解面较为粗糙，可利用磨砂纸进行打磨。

在上述实施例中，

盛装盒的作用是盛装盐酸溶液及反应后的产物；

伸缩杆的作用是改变切割刀的位置，控制待切割原始试样与盐酸溶液反应；

滑动板的作用是调节待切割原始试样相对切割刀的位置；

转动盘的作用是通过旋转改变待切割原始试样的倾角；

指针和倾角刻度的作用是使转动盘旋转的角度可被观测，从而精确控制待切割原始试样在切割过程中的倾角；

切割刀包括两部分，分别为呈长方体状的上部分和呈三棱柱状的下部分，且三棱柱带棱端朝向基础平板的原因是减小切割过程中切割刀与待切割原始试样间的阻力；

切割调节块的作用是调节排酸口宽度，从而合理使用盐酸溶液，节省用量；

扎带的作用是固定待切割原始试样的位置，不因旋转而改变相对位置，采用塑料自锁扎带是为了防止盐酸溶液腐蚀扎带及加大对待切割原始试样的紧固作用；

基础平板，滑动板，转动盘，切割刀，切割调节块及盛装盒采用聚乙烯材料是为了防止盐酸溶液的腐蚀；

待切割原始试样制备采用盐酸是由于水泥的主要成分碳酸钙可与其反应，从而溶解原始试样的多余材料。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。