一种带倾角柱状节理岩体试样制备装置的制作方法

本发明涉及一种带倾角柱状节理岩体试样制备装置，属于土木工程室内试验装置领域。

背景技术：

柱状节理岩体是一种具有特殊结构的节理岩体，在室内试验中常会遇到试样制备困难的问题。主要表现在原始试样制备完成后的切割容易造成沿节理面的开裂现象，所需试样难以成型。尤其是针对自然环境中存在的带倾角的柱状节理岩体，试样切割更容易开裂，制备更加困难。

技术实现要素：

本发明提供一种带倾角柱状节理岩体试样制备装置，克服了试样切割过程中容易沿节理面开裂，试样不宜成型的现象。

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制备装置，包括用于盛放盐酸的盛装盒，在其上方布设用于固定待切割试样的固定装置；

前述的固定装置包括固定在反力架顶板上的伸缩结构，伸缩结构靠近盛装盒的位置安装调节结构，待切割试样固定在调节结构上，通过伸缩结构和调节结构的共同作用，实现待切割试样与盛装盒内盐酸之间距离的改变，从而完成对待切割试样的制备；

作为本发明的进一步优选，伸缩结构包括上伸缩杆，其顶部固定在反力架顶板的底面，其底端连接下伸缩杆；

前述的调节结构包括连接杆，在下伸缩杆的底端开设贯通孔，连接杆穿过贯通孔与下伸缩杆垂直布设，连接杆的两端分别垂直连接固定杆的顶端，固定杆的底端开设通孔，通孔内插设转轴，两根旋转杆通过转轴分别可旋转安装在两根固定杆相对的内侧，且旋转杆与固定杆平行设置，两根旋转杆之间形成可安置待切割试样的固定空间；

作为本发明的进一步优选，连接杆穿过贯通孔伸出的两端长度相同；

在每根旋转杆上靠近顶端和底端的位置分别开设通孔，扎带分别穿过位于两根旋转杆上同一水平方向的通孔，形成两组用于固定待切割试样的绑定结构；

作为本发明的进一步优选，转轴穿过固定杆底端的通孔，伸出固定杆外侧的部分安装指针，同时在伸出固定杆外侧的转轴上卡进倾角角度盘，指针与反力架顶板垂直时，指针位于倾角角度盘的0度；

作为本发明的进一步优选，反力架顶板底面的四个角分别安装支撑柱，与反力架顶板结合形成反力架，将反力架顶板安设在盛装盒上方；

作为本发明的进一步优选，在反力架顶板表面安装电动机，前述的上伸缩杆内为中空结构，下伸缩杆连接在上伸缩杆内，且下伸缩杆的顶端穿过上伸缩杆的顶部与电动机固定，通过电动机的启停实现下伸缩杆在上伸缩杆内的移动；

作为本发明的进一步优选，盛装盒其中一侧壁靠近底面的位置开设排液口，排液口向外延伸并布设开关阀门实现排液口的开关。

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制备装置，对原始柱状节理试样进行化学腐蚀，通过盛装盒中的盐酸与使用水泥制备的原始试样发生的化学反应，将原始试样多余材料去除，利用转轴带动旋转杆转动，从而调节所制备的柱状节理岩体试样倾角的大小，得到试验所需要的带倾角柱状节理岩体试样。化学腐蚀作用克服了物理切割对原始试样的开裂破坏，加快试样制备过程，提升试样质量。

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伸缩结构示意图；

图3为本发明的优选实施例的反力架和电动机的整体结构示意图；

图4为本发明的优选实施例的盛装盒的整体结构示意图。

图5为本发明的优选实施例的倾角角度盘的整体结构示意图；

图6为本发明的优选实施例带倾角柱状节理岩体试样制备装置的原始试样的整体结构示意图；

图7为本发明的优选实施例带倾角柱状节理岩体试样制备装置的带倾角柱状节理岩体试样制备流程图；

图8为本发明的优选实施例带倾角柱状节理岩体试样制备装置的带倾角柱状节理岩体试样的整体结构示意图。

图中：1为盛装盒，2为反力架顶板，3为支撑柱，4为电动机，5为上伸缩杆，6为下伸缩杆，7为连接杆，8为固定杆，9为旋转杆，10为转轴，11为排液口，12为开关阀门，81为倾角角度盘，91为扎带，92为固定架底端的通孔，93为指针。

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8所示，本申请包括以下特征部件：1为盛装盒，2为反力架顶板，3为支撑柱，4为电动机，5为上伸缩杆，6为下伸缩杆，7为连接杆，8为固定杆，9为旋转杆，10为转轴，11为排液口，12为开关阀门，81为倾角角度盘，91为扎带，92为固定架底端的通孔，93为指针。

图1所示，本发明的一种带倾角柱状节理岩体试样制备装置，包括用于盛放盐酸的盛装盒，在其上方布设用于固定待切割试样的固定装置；

前述的固定装置包括固定在反力架顶板上的伸缩结构，伸缩结构靠近盛装盒的位置安装调节结构，待切割试样固定在调节结构上，通过伸缩结构和调节结构的共同作用，实现待切割试样与盛装盒内盐酸之间距离的改变，从而完成对待切割试样的制备；

图2所示，作为本发明的进一步优选，伸缩结构包括上伸缩杆，其顶部固定在反力架顶板的底面，其底端连接下伸缩杆；

前述的调节结构包括连接杆，在下伸缩杆的底端开设贯通孔，连接杆穿过贯通孔与下伸缩杆垂直布设，连接杆的两端分别垂直连接固定杆的顶端，固定杆的底端开设通孔，通孔内插设转轴，两根旋转杆通过转轴分别可旋转安装在两根固定杆相对的内侧，且旋转杆与固定杆平行设置，两根旋转杆之间形成可安置待切割试样的固定空间；

作为本发明的进一步优选，连接杆穿过贯通孔伸出的两端长度相同；

在每根旋转杆上靠近顶端和底端的位置分别开设通孔，扎带分别穿过位于两根旋转杆上同一水平方向的通孔，形成两组用于固定待切割试样的绑定结构；

图5所示，作为本发明的进一步优选，转轴穿过固定杆底端的通孔，伸出固定杆外侧的部分安装指针，同时在伸出固定杆外侧的转轴上卡进倾角角度盘，指针与反力架顶板垂直时，指针位于倾角角度盘的0度；

图3所示，作为本发明的进一步优选，反力架顶板底面的四个角分别安装支撑柱，与反力架顶板结合形成反力架，将反力架顶板安设在盛装盒上方；

作为本发明的进一步优选，在反力架顶板表面安装电动机，前述的上伸缩杆内为中空结构，下伸缩杆连接在上伸缩杆内，且下伸缩杆的顶端穿过上伸缩杆的顶部与电动机固定，通过电动机的启停实现下伸缩杆在上伸缩杆内的移动；

图4所示，作为本发明的进一步优选，盛装盒其中一侧壁靠近底面的位置开设排液口，排液口向外延伸并布设开关阀门实现排液口的开关。

前述的盛装盒采用聚乙烯材料；

前述的扎带采用塑料自锁扎带。

图6-图8所示，具体的实施过程如下：

将盛装盒置于反力架正下方，同时打开电动机将下伸缩杆收缩，使其顶部与上伸缩杆的顶部接触；将采用水泥制备的柱状节理岩体原始试样沿柱轴向竖向安置于扎带中，扎紧扎带固定待切割试样的位置；转动转轴，从而使旋转杆旋转，并使指针指向试验所需倾角角度值，随后固定转轴使原始试样所处倾角保持不变；关闭盛装盒排液口的开关阀门，在盛装盒中置入适量的盐酸溶液；打开电动机，使下伸缩杆伸长，原始试样逐渐接触盛装盒中的盐酸溶液与其反应；当试样溶解至标定位置后，调节电动机使下伸缩杆收缩至最上方；再次转动转轴，使旋转杆旋转，使已溶解的面朝向正上方并使指针指向试验所需倾角角度值，随后固定转轴使原始试样所处倾角保持不变；再次打开电动机，使下伸缩杆伸长，待切割试样再次与盐酸溶液反应；当待切割试样溶解至标定位置后，调节电动机使下伸缩杆收缩至最上方。

转动转轴，使旋转杆旋转，使已溶解的两面竖直，调节倾角值为所需角度的余角；打开电动机，使下伸缩杆伸长，待切割试样与盐酸溶液反应，从而溶解剩余两面，将下伸缩杆收缩至最上方后关闭电动机；打开盛装盒排液口的开关阀门，将盐酸溶液及反应后产物回收。

安全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映后产物，采用聚乙烯材料是为了防止盐酸溶液腐蚀盛装盒；

伸缩结构的作用是改变原始试样竖直方向的位置，控制原始试样与盐酸溶液反应；

转轴的作用是通过旋转带动旋转轴的旋转，从而改变待切割试样的角度；

指针和倾角角度盘的作用是使旋转的角度可被观测，从而精确控制柱状节理岩体试样的倾角；

扎带的作用是固定待切割试样的位置，不因旋转及伸缩杆的作用而改变相对位置，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试样的紧固作用；

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，从而溶解待切割试样的多余材料。

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。