本發(fā)明涉及一種新型加工模具，尤其是一種適用于能準(zhǔn)確標(biāo)定類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸，又能在同一設(shè)備上加工任意斷續(xù)組合裂紋的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣斷續(xù)組合裂紋加工模具。

背景技術(shù)：

天然巖石介質(zhì)中存在大量較為發(fā)育的裂隙，在高溫、高應(yīng)力等復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下，裂隙極易擴(kuò)展、貫通，并形成大范圍的導(dǎo)水裂隙帶，加劇地下工程排水難度，阻礙工程施工進(jìn)度。因此從基礎(chǔ)出發(fā)，研究多維裂紋擴(kuò)展、貫通規(guī)律，可為其相關(guān)工程災(zāi)害的防治提供重要理論依據(jù)。然而，由于天然巖石介質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性和不確定性，較難確定裂紋組合方式，排出其他因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，因此采用可現(xiàn)場配制的較為均勻的力學(xué)性能相似的類巖石材料代替天然巖石介質(zhì)開展相關(guān)研究。但是，在現(xiàn)場配制類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣(50×100mm)過程中，若采用普通的模具，當(dāng)灌注的類巖石材料超量時(shí)，只能靠人工加以處理，操作較為復(fù)雜、不便，且無法準(zhǔn)確標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)試樣高度，很難制備出較為精確的50×100mm標(biāo)準(zhǔn)試樣，嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。另一方面，在利用普通模具制備特定裂紋間距和相對(duì)角度的斷續(xù)組合裂紋時(shí)，一套模具只能制備一組特定組合方式的斷續(xù)裂紋，這就需要加工多個(gè)模具來滿足試驗(yàn)的要求，運(yùn)用較為不便，因此設(shè)計(jì)一種既能準(zhǔn)確標(biāo)定類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸，又能在同一設(shè)備上加工任意斷續(xù)組合裂紋的新型模具對(duì)開展裂隙擴(kuò)展、貫通規(guī)律的試驗(yàn)研究至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種易于加工、方便操作、可精確定位標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸、改變裂隙組合方式的用于裂紋擴(kuò)展規(guī)律研究的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣斷續(xù)組合裂紋加工模具。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣斷續(xù)組合裂紋加工模具，包括底座、設(shè)在底座上的可分離框模、可分離框模上的頂蓋，所述可分離框模為內(nèi)開半圓槽對(duì)稱扣合為內(nèi)圓槽的模塊組成，內(nèi)開半圓槽對(duì)稱扣合兩側(cè)接縫處經(jīng)鋼板和螺栓緊固為一體；所述內(nèi)圓槽的內(nèi)壁前后兩邊對(duì)稱內(nèi)嵌有不同規(guī)格的兩個(gè)有軌滑塊，兩個(gè)有軌滑塊上對(duì)稱設(shè)有能使矩形鋼片對(duì)穿于兩個(gè)滑塊之間的不同旋轉(zhuǎn)角度與尺寸的矩形寬槽，可預(yù)制不同間距和相對(duì)角度的斷續(xù)組合裂紋；所述的可分離框模的上部設(shè)有通過頂蓋封閉的傾斜向下的定位排料口。

所述的頂蓋與底座結(jié)構(gòu)相同，均由矩形鋼板和雙耳圓盤構(gòu)成，雙耳圓盤與可分離框模兩側(cè)的滑塊相吻合。

所述的定位排料口的開口最低處距底座100mm。

所述的可分離框模外壁上對(duì)稱設(shè)固定把手。

有益效果：由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明可直接預(yù)制不同裂隙組合方式的類巖石標(biāo)準(zhǔn)試件，結(jié)構(gòu)簡單，規(guī)格嚴(yán)謹(jǐn)。模具可一次性澆筑成可用于巖石壓縮試驗(yàn)的斷續(xù)裂隙圓柱體類巖石試件，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)可一次性澆筑得到類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣，通過預(yù)留定位排料口，可有效減小制備過程中由人為操作誤差對(duì)試樣尺寸造成的影響；

2)頂蓋與底座采用專用的雙耳圓盤形狀，在保證密封性的同時(shí)，使整體拆裝方便；

3)采用的可分離框模部分，其內(nèi)開圓槽的兩側(cè)內(nèi)嵌不同規(guī)格的有軌滑塊，有軌滑塊上設(shè)有不同旋轉(zhuǎn)角度與尺寸的矩形寬槽，矩形鋼片可通過矩形寬槽對(duì)穿于兩個(gè)滑塊之間，通過改變有軌滑塊疊加方式及規(guī)格，即可預(yù)制斷續(xù)裂隙組合的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣，且預(yù)制過程中裂隙不易錯(cuò)位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為底座和頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—底座，2—可分離框模，3—頂蓋，4—有軌滑塊，5—矩形寬槽，6—排料口，7—固定把手，8—螺栓，9—鋼板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的說明：

如圖1所示，本發(fā)明的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣斷續(xù)組合裂紋加工模具，主要由頂蓋3、可分離框模2、底座1組成，可分離框模2設(shè)在底座1上，頂蓋3壓在可分離框模2上，所述可分離框模2為內(nèi)開半圓槽對(duì)稱扣合為內(nèi)圓槽的模塊組成，內(nèi)開半圓槽對(duì)稱扣合兩側(cè)接縫處經(jīng)鋼板9和螺栓8緊固為一體；所述的可分離框模2外壁上對(duì)稱設(shè)固定把手7。所述內(nèi)圓槽的內(nèi)壁前后兩邊對(duì)稱內(nèi)嵌有不同規(guī)格的兩個(gè)有軌滑塊4，兩個(gè)有軌滑塊4上對(duì)稱設(shè)有能使矩形鋼片對(duì)穿于兩個(gè)滑塊之間的不同旋轉(zhuǎn)角度與尺寸的矩形寬槽5，可預(yù)制不同間距和相對(duì)角度的斷續(xù)組合裂紋；所述的可分離框模2的上部設(shè)有通過頂蓋3封閉的傾斜向下的定位排料口6，定位排料口6位于可分離框模2與頂蓋3相接處；定位排料口6的開口最低處距底座1100mm。所述的頂蓋3與底座1結(jié)構(gòu)相同，均由矩形鋼板和雙耳圓盤構(gòu)成，雙耳圓盤與可分離框模2兩側(cè)的滑塊相吻合；模具所有部件采用金屬材料制成。

如圖2所示，所述的可分離框模2的前后兩側(cè)設(shè)有固定把手7，左右兩側(cè)對(duì)稱可分離框模通過帶有螺栓8的薄鋼板9固定為一體。

工作過程：首先將可分離框模2內(nèi)的帶矩形寬槽滑塊4根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行排列，在矩形鋼片上涂抹黃油，插入兩側(cè)矩形寬槽5，同時(shí)將可分離框模2組合，并安裝于底座1上；用帶有螺栓8的薄鋼板9將兩側(cè)框模連接，并擰緊螺栓8固定；之后將一定配比的類巖石材料填裝于模具內(nèi)，充分振搗，直至填料從可分離框模2頂部的排料口6排出；蓋上頂蓋3，壓制試件；在試件尚未完全固化之前，進(jìn)行拆模。先松動(dòng)螺栓8，再取下頂蓋3，將螺栓8連同薄鋼板9從模具上取下；拉動(dòng)可分離框模2兩側(cè)的固定把手7，使對(duì)稱扣在一起的框模分離，取下類巖石試樣；拔出矩形鋼片，得到成型的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣。

所述的頂蓋與底座結(jié)構(gòu)相同，由矩形鋼板和對(duì)稱雙耳圓盤垛堞構(gòu)成，雙耳圓盤與中間可分離框模的內(nèi)圓槽加兩側(cè)滑塊相吻合，保證結(jié)構(gòu)密封性良好。所述的可分離框模與頂蓋接觸處設(shè)定位排料口，安裝后其開口最低處距底座100mm，蓋上頂蓋可將該排料口自然封堵，可精準(zhǔn)定位類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸。所述可分離框模的內(nèi)開圓槽兩側(cè)對(duì)稱內(nèi)嵌不同規(guī)格的有軌滑塊，有軌滑塊內(nèi)設(shè)有不同旋轉(zhuǎn)角度及尺寸的矩形寬槽，根據(jù)試驗(yàn)要求，可將矩形鋼片通過矩形寬槽對(duì)穿于兩個(gè)滑塊之間，可預(yù)制不同距離和旋轉(zhuǎn)角度的斷續(xù)組合裂紋。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣斷續(xù)組合裂紋加工模具，該模具包括底座，底座上方設(shè)可分離框模，可分離框模頂部設(shè)頂蓋。可分離框模由對(duì)稱扣在一起的內(nèi)開半圓槽的兩個(gè)模塊組成，兩個(gè)半圓槽內(nèi)壁上分別對(duì)稱內(nèi)嵌有多個(gè)不同規(guī)格的有軌滑塊，有軌滑塊上設(shè)有不同旋轉(zhuǎn)角度與尺寸的矩形寬槽，可分離框模和頂蓋接口處設(shè)有定位排料口，可使配制的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸更加精準(zhǔn)，可分離框模兩側(cè)設(shè)固定把手，可分離框模兩側(cè)用帶有螺栓的薄鋼板固定為一體。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可以精準(zhǔn)定位類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣的尺寸，并可通過改變內(nèi)部有軌滑塊規(guī)格組合方式，可預(yù)制含有多角度多間距組合裂隙的類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣，大大提高類巖石材料標(biāo)準(zhǔn)試樣的制備精度。

技術(shù)研發(fā)人員：陳梁;茅獻(xiàn)彪;安超;時(shí)旭陽;郝陽;李明;陳彥龍;崔燦;吳鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.16
技術(shù)公布日：2017.11.10