一种岩石试样制作模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种岩石试样制作模具，用于制作具有不同粗糙度系数和有裂隙水影响的裂隙面的岩石试样，用于实现研究岩石试样中裂隙面的抗剪强度参数和剪切力学行为的目的。该岩石试样制作模具由立方体浇筑小盒和注水泵组成，其中立方体浇筑小盒由六块模具板构成，各模具板之间通过螺纹孔连接，均能自由拆装，五块模具板为平面板，一块模具板为起伏面板，起伏面中有三个弧形起伏，在弧形起伏中含有锯齿状起伏，其中注水泵与立方体浇筑小盒一侧平面板的中间相连。本实用新型提供了一种实现不同粗糙度系数和有裂隙水影响的裂隙面，效率较高，成本较低的岩石试样制作模具机构，具有较好的推广应用前景。
【专利说明】
一种岩石试样制作模具
技术领域
[0001]本实用新型涉及岩石试样制作技术领域，具体的说涉及一种岩石试样制作模具，通过混凝土的灌注，用于实现制作岩石试样中具有不同粗糙度系数和有裂隙水影响的裂隙面。
【背景技术】
[0002]在岩石力学领域，裂隙岩石是矿山、水利、石油、核废料存储等各种岩石工程中经常遇到的一种复杂介质。岩石中存在大量随机分布的节理裂隙，节理裂隙的性质对岩石的力学特性具有决定性作用，进而影响工程围岩稳定性。受外部扰动后，岩石中存在的节理弱面首先发生破坏并发育贯通，最终导致岩石整体破坏。裂隙面剪切力学行为的研究方面，已有库伦剪切强度准则、Barton强度准则等剪切屈服准则，并认识到剪切行为包括弹性、硬化、软化和残余四个变形阶段。由于裂隙面并非光滑平面，其粗糙性特征导致在剪切过程中，裂隙面同样表现出剪胀行为。虽然已有学者提出节理面粗糙度系数的概念，但对裂隙面法向变形行为的研究较少，对剪胀机理没有清楚的认识。特别是当节理面两侧岩石岩性不同，且受到裂隙水影响后，裂隙面法向剪胀和剪切力学行为同普通裂隙力学行为之间的差异鲜有报道。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种易于加工、结构简单、拆装方便和具有不同粗糙度系数和有裂隙水影响的裂隙面用于岩石相关试验中的类岩石试件模具制作机构。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种岩石试样制作模具由立方体浇筑小盒和注水栗组成，其中立方体浇筑小盒由六块模具板构成，五块模具板为平面板，一块模具板为起伏面板，各模具板之间通过螺纹孔连接，均能自由拆装，起伏面中有弧形起伏，在弧形起伏中含有锯齿状起伏，其中注水栗与立方体浇筑小盒一侧平面板的中间相连。
[0006]立方体饶筑小盒的边长为100mm，起伏面板中有三个弧形起伏，每个弧形起伏的长度为20mm，弧形起伏的间距为5mm，弧形起伏中含有的锯齿状起伏的长度和深度分别为2mm和1mm，通过改变弧形起伏的深度和锯齿状起伏的数目实现改变裂隙面粗糙度系数的目的。注水栗控制的水压范围为I?3MPa。
[0007]本实用新型的有益效果:
[0008]由于采用了上述技术方案，本实用新型能直接预制成具有一定粗糙度系数和一定裂隙水压影响的裂隙面用于相关岩石试样的类岩石试件模具，该模具易于加工、结构简单，可以通过两次浇筑成不同或相同岩性耦合的立方体类岩石材料试样，用于单轴和三轴压缩等试验中研究节理裂隙岩石的力学特征。与现有技术相比，具有以下优点:
[0009](I)本实用新型能够通过两次浇筑成不同或相同岩性耦合的长方体类岩石材料试样，可用于研究裂隙面不同粗糙度系数和有裂隙水影响对类岩石材料力学特性的影响。
[0010](2)本实用新型通过弧形起伏的深度和锯齿状起伏的数目实现了裂隙面粗糙度系数和裂隙水压力的可控性。
[0011](3)本实用新型构思巧妙，结构简单，拆装方便。
【附图说明】
[0012]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中:
[0013]图1是一种岩石试样制作模具示意图。
[0014]图2是一种岩石试样制作模具起伏面板示意图。
[0015]附图标记说明:1.立方体浇筑小盒2.注水栗3.起伏面板4.弧形起伏
[0016]5.锯齿状起伏 6.平面板7.螺纹孔
【具体实施方式】
[0017]参照图1、2对本实用新型的实施例进行说明，一种岩石试样制作模具由立方体浇筑小盒I和注水栗2组成，其中立方体浇筑小盒I由六块模具板构成，各模具板之间通过螺纹孔7连接，均能自由拆装，五块模具板为平面板6，一块模具板为起伏面板3，起伏面中有三个弧形起伏4，在弧形起伏中含有锯齿状起伏5，其中注水栗2与立方体饶筑小盒I 一侧平面板6的中间相连。
[0018]根据所需，选择一定弧形起伏深度和锯齿状起伏数目的起伏面板3，将起伏面板3作为底板，起伏面朝上，通过螺纹孔7与四块平面板6固定，形成一个无顶板的立方体浇筑小盒I，混凝土通过顶部注入，注入高度为50mm，然后养护20天，待试样成型、力学参数稳定以后，拆除各个板，将试样起伏面朝上放置在一个平面板6上，通过螺纹孔7与四块平面板6固定，再次形成一个无顶板的立方体浇筑小盒I，然后混凝土通过顶部注入，注入高度仍为50mm，然后养护2天，待第二次注入的混凝土基本成型以后，将起伏面板3的起伏面朝上通过螺纹孔7固定放置在立方体浇筑小盒I的顶部，此时通过注水栗2施加一定的水压，持续18天，待试样再次成型和参数性能稳定以后，将各个模具板拆除，即得到所需岩石试样。
[0019]如上所述，对本实用新型的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本实用新型的发明点及效果，都属于侵权，本实用新型可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种岩石试样制作模具，其特征在于:由立方体浇筑小盒和注水栗组成，其中立方体浇筑小盒由六块模具板构成，各模具板之间通过螺纹孔连接，均能自由拆装，五块模具板为平面板，一块模具板为起伏面板，起伏面中有弧形起伏，在弧形起伏中含有锯齿状起伏;其中注水栗与立方体浇筑小盒一侧平面板的中间相连。2.根据权利要求1所述的一种岩石试样制作模具，其特征在于立方体浇筑小盒的边长为10mmο3.根据权利要求1所述的一种岩石试样制作模具，其特征在于起伏面板中含有三个弧形起伏，每个弧形起伏的长度为20mm，弧形起伏的间距为5mm，通过改变弧形起伏的深度实现改变裂隙面粗糙度系数的目的。4.根据权利要求1所述的一种岩石试样制作模具，其特征在于弧形起伏中含有的锯齿状起伏的长度和深度分别为2mm和1mm，通过改变锯齿状起伏的数目实现改变裂隙面粗糙度系数的目的。5.根据权利要求1所述的一种岩石试样制作模具，其特征在于注水栗控制的水压范围为I?3MPa。
【文档编号】G01N1/36GK205562251SQ201620360200
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】王兆会, 程占博
【申请人】中国矿业大学(北京)