一种用于制作带贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘模型的模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于制作带贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘模型(CCNBD)的模具，其包括定形模块、顶盖板模块和预制裂隙钢片，定形模块为两个内腔为半圆柱形的侧模，侧模底部有底板，侧模上设置有三个耳凸，上下耳凸设置有横向螺母孔洞，左右耳凸设置有竖向螺母孔洞，顶盖板模块上设置有贯穿的倒料孔、裂纹钢片安装缝和左右耳凸，预制裂隙钢片由预制裂隙段和嵌合段组成，嵌合段厚度与裂纹钢片安装缝的厚度一致，其长度大于顶盖板模块的厚度，预制裂隙段的长度等于巴西圆盘模型的厚度。本实用新型使用方便，并能制作含高精度规格裂纹的CCNBD模型。
【专利说明】
一种用于制作带贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘模型的模具
技术领域
[0001]本实用新型涉及是一种用于制作带贯穿裂隙类岩石巴西圆盘模型的模具，通过带有裂纹安装缝和裂隙钢片的模具，较精确制作含贯穿裂纹脆性材料巴西圆盘模型，用于模拟实体岩石原型及研究其中裂纹断裂机理、裂纹尺寸效应及断裂韧度测定。属于岩土工程技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，根据国际岩石力学学会于1995年推荐的一种测试岩石断裂韧度的新型试样一人字形切槽巴西圆盘试样，需要将待测试样制作成特定的圆盘形状，在对应的力学实验机上进行实验，以获取相关断裂力学参数，并研究断裂扩展机理。对于圆柱样和方柱样的加工制作，目前岩石的切割技术已经比较成熟，能够切割得到较为精确尺寸的岩石试样，但对于某些研究岩石裂隙结构面断裂扩展机理及裂隙尺寸效应或测定岩石断裂韧度的试验的问题中，需要在岩石试样中加工一些具有尺寸规格的裂隙，例如在研究岩石裂隙结构面断裂扩展机理及裂隙尺寸效应时，需要在岩石内部加工一定数量、形状和组合形式的裂隙；在利用三点弯曲试验、中心巴西圆盘试验、剪切盒试验等测定岩石断裂韧度时，需要岩样中加工一定厚度和长度的裂纹。但由于岩石切割技术限制，无法切割获得较为精确尺寸和形状的裂隙，这也就给上述试验研究或岩石断裂韧度的测定带来了一定的局限性。
[0003]目前用于制作带裂隙类岩石模型的模具主要是制作含裂隙方体类岩石模型，并在研究类岩石裂隙结构面断裂扩展机理及裂隙尺寸效应中广泛使用，而类岩石巴西圆盘(CCNBD)模型对研究裂隙结构面断裂扩展机理、裂隙尺寸效应以及岩石断裂韧度的测定都非常重要，但还未有用于制作含裂隙类岩石巴西圆盘(CCNBD)模型的模具。
[0004]因此能方便且精确制作带有贯穿裂隙类岩石巴西圆盘(CCNBD)模型的模具，对类比研究含裂隙贯穿裂隙的实体岩石材料断裂破坏特性和断裂韧度的测定具有重要意义。
【实用新型内容】
[0005]针对上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能制作含有较为精确形状和尺寸贯穿裂隙类岩石巴西圆盘(CCNBD)模型的模具，能有效解决实体岩石材料受切割技术的限制，无法在满足精度的前提下，制成含规定尺寸贯穿裂隙的巴西圆盘试样，用于类比研究含贯穿裂隙实体岩石材料的破裂机理、裂纹尺寸效应以及断裂韧度的测定。
[0006]本实用新型的目的是这样来实现的:
[0007]本实用新型为一种用于制作带贯穿裂隙类岩石巴西圆盘模型的模具，该模具采用模块化设计，包括定形模块，设置在定形模块顶部的顶盖板模块，以及用于连接定形模块和顶盖模块的预制裂纹钢片。定形模块由两个内腔为半圆柱形的侧模组成，侧模底部有底板，左右定形模块与顶盖板模块拼装形成圆柱形空腔，左右定型模块上分别有三个耳凸，上下耳凸设有横向螺母孔，左右耳凸设有竖向螺母孔。将左右定型模块拼接后用螺母栓固上下耳凸。将顶盖板模块盖在栓固好的定型模块上，左右耳凸设有竖向螺母孔洞，并用螺母栓固左右耳凸。
[0008]顶盖板模块上设置有贯穿的倒料孔、裂纹钢片安装缝和用于栓固的左右耳凸，安装缝中可插入预制裂隙钢片。
[0009]预制裂隙钢片由预制裂隙段和嵌合段组成，嵌合段的厚度与裂纹钢片安装缝的厚度一致，其长度大于顶盖板模块的厚度，预制裂隙段的厚度可变，其长度等于巴西圆盘的厚度。
[0010]上述预制裂隙钢片的形状为等厚薄片。
[0011 ]本实用新型的优点和积极效果在于:
[0012]制作带贯穿裂隙类岩石巴西圆盘模型的模具采用模块化设计，通过将各模块拼装、填料、插入预制裂隙钢片、拆模和养护模型，即可获得所需要的含贯穿裂隙类岩石巴西圆盘模型，操作简便，解决了目前岩石材料受切割技术的限制，无法获得含高精度特定形状尺寸裂隙的试样模型的问题。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型组装后的三维立体图。
[0014]图2为图1的横向剖视图。
[0015]图3为图1的竖向剖视图。
[0016]图4为左右定型模块俯视图。
[0017]图5为左右定型模块正视图。
[0018]图6为左右定型模块左视图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合图1-6对本实用新型【具体实施方式】进行详细说明:
[0020]1.首先将各个模块用润滑油涂抹表面。
[0021]2.按照一定的顺序组装并用栓固装置固定，拼装顺序为:将左右两个定形模块1、2拼接，使得上下耳凸1-1、2-1的横向螺母孔位分别对齐2-3与1-3对齐，并用外六角螺丝5沿横向螺母孔将定型模块栓固。
[0022]3.将顶盖板模块盖在已经栓固好的定型模块上，并使左右耳凸3-3的竖向螺母孔位分别对齐，即1-4、2-4分别与3-3对齐，再用外六角螺丝4沿竖向螺母孔位将顶盖板模块固定在定型模块上，使得内部为一圆柱形空腔7。
[0023]4.将调配好的类岩石材料通过顶盖板模块上的倒料口 3-2倒入模具形成的圆柱形空腔中7，并振动密实。
[0024]5.将预制裂隙钢片6的预制裂隙段6-2沿裂纹钢片安装缝3-1插入，直至接触底板1-5、2-5，并且嵌合段6-1嵌固在裂纹钢片安装缝中。
[0025]6.将类岩石巴西圆盘模型在常温下养护24h后，拆除模具，并继续将类岩石模型试件在常温水中养护28d，即可得到带较高精度贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘试样。
【主权项】
1.一种用于制作带贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘模型的模具，其特征在于:该模具采用模块化设计，包括定形模块，设置在所述定形模块顶部的顶盖板模块(3)，以及用于连接所述定形模块和顶盖模块的预制裂纹钢片。2.根据权利要求1所述的用于制作带贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘模型的模具，其特征在于:定形模块由两个内腔为半圆柱形的侧模(1、2)组成，侧模底部有底板(1-5、2-5)，侧模上设置有三个耳凸(1-1、1-2、2-1、2-2)，上下耳凸(1-1、2-1)设置有横向螺母孔洞，用于将定型模块栓固，左右耳凸(1-2、2-2)设有竖向螺母孔洞，用于栓固顶盖板模块(3)。3.根据权利要求1或2所述的用于制作带贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘模型的模具，其特征在于:顶盖板模块上设置有贯穿的倒料孔(3-2)、裂纹钢片安装缝(3-1)和用于栓固的左右耳凸(3-3)，安装缝(3-1)中可插入预制裂隙钢片(6)。4.根据权利要求3所述的用于制作带贯穿裂隙的类岩石巴西圆盘模型的模具，其特征在于:预制裂隙钢片(6)由预制裂隙段(6-2)和嵌合段(6-1)组成，嵌合段(6-1)的厚度与裂纹钢片安装缝的厚度一致，其长度大于顶盖板模块的厚度，预制裂隙段(6-2)的厚度可变，其长度等于巴西圆盘的厚度。
【文档编号】G01N1/28GK205665072SQ201620498338
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】陈东祖, 向方军, 李部, 范涛
【申请人】成都理工大学