一种实验室用预制填充节理模具

1.本发明涉及岩石、混凝土结构动力学试验领域，具体是一种实验室用预制填充节理模具。


背景技术：

2.众所周知，随着地下资源开采的规模逐步扩大，对地下岩石的研究也逐步深入，越来越多的研究团队投入到地下岩石的物理力学性能的研究中，除了对岩石进行静力学实验研究外，对围岩取芯试件的动力学力学实验的研究也不断增多，比如对岩石试件的中间位置做一个或多个填充节理后进行冲击试验，虽然该实验操作过程与其他冲击实验相仿，但是试件的制备确是较为复杂。试件制备前需要对岩石进行切割，然后在两个或多个岩石试件上填充一定厚度的相似材料比如石膏、水泥、其他用于地下结构工程的灌浆料等，填充完毕并打磨加工后的试件进行冲击实验，然而，常规制作此类试件的方法存在着较多的弊端，比如制作中很难保证试件的垂直度，填充完成后两个试件不在同一直线上而存在一定的角度，对冲击实验的准确性影响较大；填充后的试件其填充节理的厚度很难控制，无法保证试件的填充厚度为所需的厚度，以及填充节理层的均匀性等厚；常规方法由于试件各个部分连接强度不高，制作试件时，无法对所填充的节理层进行振捣，尤其当采用石膏等进行弱节理填充时，填充节理内部存在较多气孔，该情况对实验精确度可能有较多的影响；为了提高制作填充节理岩石试件效率，有效提高预制填充节理试件成品效率，以及保证所制作填充节理试件的精确度，因此，有必要设计一种实验室用预制填充节理模具。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了改善现有预制节理试块方法中存在的较多弊端而提出的一种实验室用预制填充节理模具，本发明的特点是，模具易于组装，预制节理精确度高，本发明可精准控制节理填充厚度，有效保证两端岩石和填充节理在同一条直线上，本发明可紧密连接试件和节理层以方便填充后试件振捣，本发明采用如下技术方案：
4.一种实验室用预制填充节理模具，包括模具主体、伸缩杆、内部弹簧、活页扇页、固定锁扣、岩石固定模夹、填充节理板、节理板封口片、橡胶皮套，所述模具主体、岩石固定模夹、填充节理板、节理板封口片均由abs塑料制成，模具主体由四块模具组成，以金属伸缩杆为界限侧，同侧两块模具组合后内部有圆柱体的孔，用于放置岩石固定架；所述两侧的模具之间有四根金属材质的伸缩杆，伸缩杆采用类伞杆设计，可以伸长缩短，所述伸缩杆内部各有一根一定强度的内部弹簧，使两侧模具主体中插入填充节理板时可以保证对内部岩石和节理层有力的约束，以防止漏浆和保证填充节理层的填充效果；所述填充节理板放置在两侧模具主体之间并搭在四根伸缩杆上，中间是圆柱形开孔用于填充节理层，开孔和岩石固定架内岩石的尺寸相同，并且和两侧岩石均在同一条直线上，所述填充节理板两侧各有一个橡胶皮套，该橡胶皮套可以套住岩石，以防止填充节理时漏浆，所述节理板封口用于节理填充完毕后对填充节理板进行封口，形状为内部小外部大的楔形，所述活页扇页用于模具
主体同一侧，能使两侧的模具主体可以同角度旋转打开，试件节理层浇筑后，用所述固定锁扣将两侧的上下部位的模具主体固定，然后在进行振捣，以保证模具整体的稳定性。
5.作为本技术方案的进一步优化，所述两侧模具主体可以通过伸缩杆打开，两侧的上下模具主体可以同角度旋转，通过伸缩杆打开后可以放置填充节理板，伸缩杆内部有一根一定强度的内部弹簧，在自然状况下对模具有一定的压力。
6.作为本技术方案的进一步优化，所述岩石固定模夹根据放置位置为对称的两部分，外部为直径80mm圆柱，端部挖取一个圆柱体槽，其槽尺寸为实验常用尺寸比如直径70、60、50等，厚度也根据填充节理厚度取20mm、22.5mm、24mm等，依据实验所需和填充节理板选择。
7.作为本技术方案的进一步优化，所述填充节理板内部的挖孔为节理填充位置，挖孔和岩石固定夹中的槽均在同一位置以保证试件填充后的垂直度，填充节理板厚度有较多尺寸，配备4mm、5mm、8mm、10mm等，由于冲击实验标准尺寸固定，可根据填充节理板来确定岩石固定模夹的尺寸。
8.作为本技术方案的进一步优化，所述填充节理板内挖孔两侧有一定弹性的橡胶皮套，用于包裹住岩石以防止其漏浆。
9.作为本技术方案的进一步优化，所述伸缩杆内安装一根一定强度的内部弹簧，正常情况下弹簧稍拉伸，对弹簧有一个较小的力，当填充节理板插入两侧模具主体内，弹簧对模具主体产生一个较大的约束，使夹紧填充节理板。
10.作为本技术方案的进一步优化，所述节理板封口片内部小外部大的楔形，使节理板封口片下端口与填充节理板挖孔组成一个圆柱体。
11.本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：该实验室用预制填充节理模具使用操作较简单，填充节理板的挖孔和岩石固定模夹的预留槽尺寸相互匹配，使用中可以按照试件的直径和节理的厚度来选择相互匹配的填充节理板和岩石固定模夹，本发明预制出的节理层厚度较为均匀，而且试件垂直度高，基本在一条直线上，由于模具各个部位连接均较为紧密，在充填节理完成后可以对试件进行振捣，以达到较少填充层的内部气泡，提高实验精度。
附图说明
12.图1是本发明一种实验室用预制填充节理模具组合后详图
13.图2是本发明一种实验室用预制填充节理模具内部细节详图
14.图3是本发明一种实验室用预制填充节理模具的模具主体细节图
15.图4是本发明一种实验室用预制填充节理模具岩石固定模夹细节图
16.图5是本发明一种实验室用预制填充节理模具填充节理板详图
17.图中：1模具主体、1-1伸缩杆、1-2内部弹簧、1-3活页扇页、1-4固定锁扣、2岩石固定模夹、3填充节理板、3-1节理板封口片、3-2橡胶皮套。
具体实施方式
18.下面结合附图说明本发明一种实验室用预制填充节理模具的优选实施方式。
19.结合图1至图3所示一种实验室用预制填充节理模具，包括模具主体1、伸缩杆1-1、
内部弹簧1-2、活页扇页1-3、固定锁扣1-4、岩石固定模夹2、填充节理板3、节理板封口片3-1、橡胶皮套3-2，所述模具主体1由四块模具组成，每侧的两块模具组合后内部有圆柱体的孔，用于放置岩石固定架2，所述两侧的模具之间有四根金属材质的伸缩杆1-1，伸缩杆采用类伞杆设计，可以伸长缩短，所述伸缩杆1-1内部各有一根一定强度的内部弹簧1-2，使两侧模具主体1中插入填充节理板3时可以保证对内部岩石和节理层有力的约束，以防止漏浆和保证填充节理层的填充效果，所述填充节理板3放置在两侧模具主体1之间，并搭在四根伸缩杆1-1上，中间为圆柱形开孔用于填充节理层，开孔和岩石固定架2内岩石的尺寸相同，并且和两侧岩石均在同一条直线上，所述填充节理板3两侧各一个橡胶皮套3-2，其有一定的弹性，用来包裹住岩石以有效防止注入的节理层漏浆，所述节理板封口3-1用于节理填充完毕后对填充节理板3进行封口，所述活页扇页1-3用于模具主体一侧，连接上下两个模具主体，使两侧上下模具主体可以同角度旋转打开，所述固定锁扣1-4用于模具浇筑后固定上下模具主体。
20.实施例1：
21.首先，取标注圆柱体试件，并将其切割成两半，并对切割面打磨光滑，将其中一块岩石放入岩石固定模夹2中，按照相同步骤，将另一个岩石同样安装后，取出所需的填充节理板3，并对填充节理板3内部刷脱模剂，将固定好岩石的岩石固定模夹2分别放置于填充节理板3的两侧，并用填充节理板3挖孔处两侧的橡胶皮套3-2套住岩石固定模夹预留槽处的小部分岩石，以防止浇筑节理层后漏浆，同角度打开两侧上下层的模具，并且将两侧的模具拉开一定的距离，将组装好的岩石固定模夹2和填充节理板3放在打开的模具中，松开两侧的模具主体1使其夹紧组装好的内部结构，同角度闭合上下模具主体，对节理层进行注浆，检查是否漏浆并用节理板封口片对注浆口封堵，对模具主体1开合部位通过固定锁扣1-4进行固定，放入振动台对模具振捣，静置一段时间脱模即可。
22.对于本领域技术人员而言，显然发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。