平面人工石批量生成方法

1.本发明涉及岩土试验技术领域，具体涉及一种平面人工石批量生成方法。


背景技术：

2.岩土体中块石的含量和形态特征决定着岩土体的整体力学性能和变形行为，为定量分析块石含量和形态对岩土体力学性能的影响，需要大批量制备能够定量表征块石形态的人工石。
3.当前可以通过调整水泥标号、水泥：砂：水的配比，以及不同的养护条件，产生具有多种强度、刚度，且物理性质稳定的水泥石，进而采用人工石模具制备规则人工石。制备的规则人工石具有与真实块石相同的强度、刚度，以及破碎特性，可以代替土工试验中具有高昂加工成本的规则块石。将规则人工石应用在堆石料、土石混合体试验中，可以定量分析规则块石破碎和规则块石形态对堆石料、土石混合体的整体力学性能和其他物理性质的影响。但由于人工石尺寸较小，为保证堆石料和土石混合体的试验需求，需批量制备各种形态、不同尺寸大小的规则人工石。
4.目前，人工石制备方法主要如下：
5.1、采用上下刚性模具制备人工石时，刚性模具制作成本高昂，刚性模具需要在特定的机床上进行切削制作，且刚性模具中硬化后的人工石取样困难，人工石容易粘连在刚性模具上，且人工石尺寸较小。故在人工石脱模过程中，刚性模具脱模产生的应力集中极易将人工石拉裂(即便有脱模剂的帮助)。人工石制备成功率极低，无法批量制备人工石。
6.2、采用单一刚性模具制备平面2维人工石时，在一定厚度的刚性板上钻取孔洞，将人工石浆液倒入孔洞中，待浆液硬化制作平面2维人工石。该方法一定程度上该方法可以生成大量人工石，但同样人工石容易粘连在刚性模具上，刚性模具脱模产生的应力集中极易将人工石拉裂(即便有脱模剂的帮助)，因而无法实现批量的人工石制备。
7.3、采用单一柔性模具制备3维人工石时，采用注射器将人工石浆液注射到柔性模具的孔洞中，然后待人工石凝固硬化，将其从柔性模具中挤出。该方法可以生产任意形态的人工石，且由于模具为柔性模具，因而可以无损的将硬化后的人工石挤出。但需要逐一注射人工石浆液和逐一挤出硬化后的人工石，人工石制备效率低。


技术实现要素：

8.基于此，有必要针对现有人工石制备方法，无法批量制备人工石的问题，提供一种平面人工石批量生成方法。
9.一种平面人工石批量生成方法，包括以下步骤：
10.获得目标块石，所述目标块石设有安装平面；
11.将目标块石的安装平面贴合在成型盒的底板上，多组所述目标块石在所述成型盒的底板上阵列分布；
12.向所述成型盒内注入成型溶液，所述成型溶液浸没所述目标块石，待所述成型溶
液凝固后，将柔性模具从所述成型盒内取出；其中，所述目标块石在柔性模具上形成成型腔，所述安装平面形成与所述成型腔连通的开口；
13.将柔性模具放入制作盒内，且使所述成型腔的开口朝上，将人工石浆液注入所述制作盒内，将所述柔性模具浸没，并在人工石浆液凝固前将柔性模具表面多余人工石浆液剔除；
14.待人工石浆液凝固后，将所述柔性模具从所述制作盒内取出，然后将人工石从所述柔性模具上分离。
15.在其中一个实施例中，所述获得目标块石的步骤具体为：
16.采用亚克力板通过切割生产大量的所述目标块石；或
17.采用3d打印出所述目标块石。
18.在其中一个实施例中，所述目标块石的安装平面通过胶水贴合在所述成型盒的底板上。
19.在其中一个实施例中，所述成型溶液包括硅胶溶液和固化剂，所述硅胶溶液和所述固化剂的质量比为100:1。
20.在其中一个实施例中，所述成型溶液注入所述成型盒内之前还包括：
21.将所述成型溶液放入真空缸内，通过真空消气生产无气的所述成型溶液。
22.在其中一个实施例中，所述将人工石浆液注入所述制作盒内，将所述柔性模具浸没之后还包括：
23.将所述制作盒置于水泥振动台上，通过振动台持续不断地振动和人工用刮刀来回推赶人工石浆液，消除所述柔性模具中的气泡。
24.在其中一个实施例中，所述柔性模具的气泡消除后，将所述制作盒静置2h以后，在人工石凝固前将柔性模具表面的多余人工石浆液剔除。
25.在其中一个实施例中，将所述人工石从柔性模具上分离的步骤具体为：
26.通过反复拉伸和挤压局部的柔性模具，柔性模具局部变形会使得人工石与柔性模具脱离，且局部变形能够扩大成型腔的开口。
27.在其中一个实施例中，所述柔性模具通过反复拉伸，配合含有凸起的柔性塑料小锤进行敲击，或者采用高压水枪喷出高压水流冲洗，实现人工石与柔性模具脱离。
28.上述平面人工石批量生成方法，能够批量制备人工石，无需逐一孔洞注射人工石浆液，且可以将硬化的人工石无损批量脱模，人工石制备高效，成本较低。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
30.图1为一实施方式中平面人工石批量生成方法的流程图；
31.图2为目标块石安装于成型盒底板上的示意图；
32.图3为目标块石安装于成型盒内的示意图；
33.图4为制备出的柔性模具的示意图；
34.图5为对柔性模具反复拉伸及采用柔性塑料小锤敲击和高压水流冲洗的示意图。
35.附图标记：
36.10-目标块石，12-安装平面，20-成型盒，22-底板，30-柔性模具，32-成型腔，42-柔性塑料小锤，44-高压水枪。
具体实施方式
37.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此发明不受下面公开的具体实施的限制。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
40.请参阅图1，一实施方式中的平面人工石批量生成方法，该生成方法包括以下步骤：
41.步骤s110：获得目标块石10，目标块石10设有安装平面12。
42.请一并参阅图2及图3，具体地，目标块石10可以为规则形状，目标块石10也可以为不规则形状，只需要保证目标块石10具有安装平面12即可。应当理解的是，目标块石10的横截面应小于或等于安装平面12，以便于人工石的脱离。本实施方式中，目标块石10的形状为长方体，本技术以长方体人工石的批量制作为例进行说明。
43.在一实施方式中，目标块石10的制作，可以采用亚克力板通过切割生产大量的目标块石10。当然，也可以采用其他材料切割或者其他加工方式得到目标块石10，只要该材料不与成型溶液和人工石溶液发生反应即可。对于无法直接通过切割或直接购买获得的目标块石10，可以借助3d打印生产目标块石10。
44.步骤s120：将目标块石10的安装平面12贴合在成型盒20的底板22上，多组目标块石10在成型盒20的底板22上阵列分布。
45.具体地，成型盒20可以为方盒，在制作盒的底板22上，根据一定的水平和竖向间距，用适当的胶水将所有目标块石10的安装平面12牢固地粘贴在成型盒20的底板22上。并且，需要保证后续模具从成型盒20内取出过程中，目标块石10不会被拉出制作盒的底板22。
46.步骤s130：向成型盒20内注入成型溶液，成型溶液浸没目标块石10，待成型溶液凝固后，将柔性模具30从成型盒20内取出；其中，目标块石10在柔性模具30上形成成型腔32，安装平面12形成与成型腔32连通的开口。
47.具体地，首先需要配置出成型溶液，在本实施方式中，成型溶液包括硅胶溶液和固化剂，硅胶溶液和固化剂的质量比为100:1，从而配置出成型溶液。当然，在其他实施方式中，成型溶液可以为其他成分，只要能够制备出柔性模具30即可。
48.请一并参阅图4，成型溶液配置完成后，将成型溶液放入到真空缸内，通过真空消气生产无气的成型溶液。最终将成型溶液倒入到成型盒20内，使其没过目标块石10，待成型
溶液凝固后，将硅胶取出即可制备生成柔性模具30。其中，目标块石10可以在柔性模具30上形成成型腔32，而由于安装平面12贴合在成型盒20的底板22上，因此安装平面12可以形成与成型腔32连通的开口。
49.步骤s140：将柔性模具30放入制作盒内，且使成型腔32的开口朝上，将人工石浆液注入制作盒内，将柔性模具30浸没，并在人工浆液凝固前将柔性模具30表面多余人工石浆液剔除。
50.具体地，选择一个与柔性模具30平面尺寸相同，但高度大于柔性模具30的制作盒，将柔性模具30翻转后放入到制作盒内，保持柔性模具30成型腔32的开口朝上，便于人工石浆液填充满成型腔32内。
51.然后，将人工石浆液直接倒入到制作盒内，直至完全浸没过柔性模具30。将制作盒置于水泥振动台上，通过振动台1h持续不断地振动和人工10min用刮刀来回推赶人工石浆液，可以有效消除柔性模具30中的气泡，使得人工石致密。
52.最后，将倒入人工石浆液的方盒静置2h后，在人工石凝固前将柔性模具30表面的多余人工石浆液剔除。
53.步骤s150：待人工石浆液凝固后，将柔性模具30从制作盒内取出，然后将人工石从柔性模具30上分离。
54.具体地，人工石浆液24h后人工石硬化，然后将柔性模具30从制作盒内取出。通过反复拉伸、挤压局部的柔性模具30，柔性模具30的局部变形会使得人工石与柔性模具30脱离，且局部变形能够扩大柔性模具30成型腔32的开口，便于人工石的脱离。
55.请一并参阅图5，具体地，在一实施方式中，通过反复拉伸，配合含有凸起的柔性塑料小锤42进行敲击，或者采用高压水枪44喷出高压水流冲洗，实现人工石与柔性模具30脱离。
56.上述平面人工石批量生成方法，能够批量制备人工石，无需逐一孔洞注射人工石浆液，且可以将硬化的人工石无损批量脱模，人工石制备高效，成本较低。
57.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。