[实用新型]模拟岩体结构的小块体模型压制设备

说明书

技术领域

本实用新型属于地质力学模型试验技术领域,特别涉及用于模拟岩体结构的小块体模型的精细快速压制设备。

背景技术

地质力学模型试验能够模拟岩土工程结构的特点，又能近似模拟岩体断层等地质因素对工程稳定性的影响，其在水利、采矿、隧道等岩石工程设计中起到了极其重要的作用并得到了广泛的应用，例如我国的大中型拱坝基本都做过地质力学模型试验。

根据模型试验的相似率要求，地质力学模型试验对模拟坝体及周围基础岩体的相似材料的力学性质有着比较高的要求。清华大学水利系使用重晶石粉、膨润土、特制胶水等组成的混合材料制作小块体模型；再将小块体模型加工砌筑成相应的坝体或岩体结构。

早期小块体模型的制作方法是将按一定比例混合的重晶石粉、膨润土、特制胶水的混合料搅拌均匀后在特制模具中浇筑成毛坯，待干燥后再进行砌筑加工。但是一个模型试验往往需要上万块甚至十余万块小块体模型，一个个小块体模型浇筑后再干燥工作量浩大，耗时耗力；同时，坝体及基础岩体不同位置的岩体参数不同，也就是小块体模型的配比等制作参数不同；而且小块体的制作模具形状、尺寸单一，这些都大大制约了地质力学模型试验的试验进度和技术发展。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决地质力学模型试验中小块体模型的快速、高效制作问题，缩短小块体的制作周期，提供了一种模拟岩体结构的小块体模型压制设备。本实用新型可以大大加快小块体模型的制作速度，提高小块体模型的质量，节省大量的人力、物力；同时可以根据需要调节小块体的尺寸、形状与高度；为地质力学模型试验的顺利进行提供保障。

本实用新型提出的一种模拟岩体结构的小块体模型精细快速压制设备，其特征在于，该设备包括框架式底座，固定在框架式底座上的小块体模具、模具上顶块、推拉盖板、压力杠杆和限程拉杆；其中，小块体模具和推拉盖板安装在框架式底座上表面，模具上顶块设置在小块体模具下部，其上端面插入模拟岩体的小块体模具的腔体中，限程拉杆置于压力杠杆一端。

本实用新型的有益结果是：

本设备可以根据加入的混合料质量的不同制作出不同密度（即不同力学性质）的小块体模型；同时，本设备可以调节小块体模型的尺寸大小、形状与高度，根据需要制作出相应的小块体模型。

本设备不仅大大提高了小块体模型制作的效率，而且制作出来的小块体模型尺寸精确，密度分布均匀、准确，砌筑加工时也比较方便；在本设备上手动加压一次成型，无需另外加工。同时，也减少用水，缩短了晾晒时间。

设备使用方便，能够快速、精细、高效的压制在地质力学模型试验中模拟坝体及岩体基础结构的小块体模型，可以大大提高小块体模型的制作速度和质量，降低了模型试验的人力、物力消耗；设备简单易行，适应于推广。

附图说明

图1为本实用新型的设备组成的侧剖面示意图：

图2为本实用新型的设备俯视图：

1为框架式底座，11为底座上横梁，12为底座下横梁；2为小块体模具，21为模具的外壳，22为外壳内部的钢模；3为模具上顶块，31为铁制顶块，32为顶杆；4为推拉盖板，其中41为铁制盖板（由铁质盖板411及辅助拉杆412组成）、42为连杆、43为杠杆（由竖向的支撑杆431与水平向的杠杆432组成）；5为压力杠杆，其中51为压力杆件、52为空心圆杆、53为竖向铁杆、54为固定件；6为限程拉杆，其中61为拉杆、62为复位弹簧、63为带孔的铁制调节件、631为竖向带孔铁板63的转动轴。

具体实施方式

本实用新型提出的一种模拟岩体结构的小块体模型精细快速压制设备，结合如附图及实施例详细说明如下：

本实用新型的压制设备结构如图1所示,该设备包括框架式底座1，固定在框架式底座1上的小块体模具2、模具上顶块3、推拉盖板4、压力杠杆5和限程拉杆6；其中，小块体模具2和推拉盖板4安装在框架式底座1上表面，模具上顶块3设置在小块体模具2下部，其上端面插入模拟岩体的小块体模具2的腔体中，限程拉杆6置于压力杠杆5一端。

本设备的一种实施例如图1、图2所示，各部件的具体实施方式分别说明如下：

本实施例的框架式底座1由槽钢焊制而成，高约60cm，底部为“工”字型钢架，尺寸130cm*130cm，使整体设备在使用时保持稳定性。中部设置两层横梁（上横梁11和下横梁12）。