[发明专利]三维裂隙岩体模型试样的制作模具

说明书

技术领域

本发明涉及裂隙岩体模型试样制作技术领域，尤其涉及一种三维裂隙岩体模型试样的制作模具。

背景技术

岩石与岩体的重要区别就是岩体中含有裂隙面，裂隙面破坏了岩石自身的完整性和连续性，岩体的强度要远低于岩石强度。由于岩体是地质历史作用的产物，并遭受到后期地壳运动和地球外部营力的重新塑造，具有一定的岩石组成和裂隙网络，因此，岩体不是均质的，而是非均质、各向异性和非连续的复合结构体，非连续面的力学性质常常决定了整个岩体的力学特性。此外，由于裂隙面的几何形状与空间展布规律的不同，导致了岩体的强度、变形特性存在明显的差异性。

随着我国水电、交通、铁道、能源、矿山、军工等领域的基础设施建设进入高速发展期，出现一大批规模宏大、地质条件极为复杂的重大工程，而非连续面的力学行为在一定程度上决定了这些工程岩体结构的安全性。因此，亟需开展、加强有关裂隙岩体力学性质及其破坏机理的基础研究工作。试验方法是目前研究含裂隙岩体的变形与强度特性的重要手段。但考虑到天然岩石试样结构的复杂性与取样难度，一般很难通过真实的岩石试样对其的力学变形特性与破坏规律进行研究，学者们通常采用制作含裂隙岩体模型来替代天然岩石试样。

现有含裂隙岩体模型试样在制作过程中存在不足之处，一是其一般考虑单裂隙或者简单空间形态的二维裂隙，针对三维空间裂隙的研究较少，通常不能充分考虑裂隙的空间形态，考虑裂隙的走向、倾向、倾角；二是模具形状单一，不易拆卸和拼装。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种三维裂隙岩体模型试样的制作模具。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种三维裂隙岩体模型试样的制作模具，包括底座、外框体、侧向裂隙调节器、圆形滑槽、量角器、矩形滑槽和竖向裂隙形成片，所述底座的上端通过插接方式固定有外框体，所述外框体的侧部固定有侧向裂隙调节器，内部开设有成型腔，所述成型腔的上开口边缘处固定有圆形滑槽，所述圆形滑槽的下方设有若干矩形滑槽，每个所述矩形滑槽的下端设有开缝，且开缝处滑动连接有呈T型的竖向裂隙形成片，每个所述矩形滑槽的上端通过驱动转杆连接有量角器，所述驱动转杆从圆形滑槽的环形槽中穿过，所述量角器的外径大于环形槽的宽度；

所述侧向裂隙调节器包括带内腔的半球状壳体，所述半球状壳体的外侧边缘处均布有若干固定端板，固定螺钉穿过固定端板将其与外框体固定，所述半球状壳体的内腔中装设有侧裂隙形成组件，所述侧裂隙形成组件由支撑块、侧裂隙形成片、定位转杆、竖直方向倾斜调节齿轮和水平向调节齿轮构成，所述支撑块的前端固定有侧裂隙形成片，所述支撑块两侧对称固定有带定位转杆的竖直方向倾斜调节齿轮，所述侧裂隙形成片上套设有水平向调节齿轮，所述水平向调节齿轮中开设有便于侧裂隙形成片滑动的矩形穿孔，所述半球状壳体所在外框体的侧部开设有便于侧裂隙形成片活动的通道，且通道与成型腔相连通。

优选地，上述三维裂隙岩体模型试样的制作模具中，所述底座的上端开设有插孔，所述外框体的下端固定有与插孔配合的插栓。

优选地，上述三维裂隙岩体模型试样的制作模具中，所述外框体整体为方形柱状结构。

优选地，上述三维裂隙岩体模型试样的制作模具中，所述成型腔的横截面为圆形或方形。

优选地，上述三维裂隙岩体模型试样的制作模具中，所述支撑块的前端设有卡槽，所述侧裂隙形成片的后端设有卡头，所述卡套能够从侧向卡入卡槽中。

优选地，上述三维裂隙岩体模型试样的制作模具中，所述竖向裂隙形成片、侧裂隙形成片都为不锈钢片。

本发明的有益效果是：

1、通过上端面及侧向的裂隙调节，可以更为真实的反映岩体三维裂隙空间分布，包括三维裂隙的宽度、间距、倾角以及贯通程度。

2、可制作不同尺寸、不同形状(长方体、正方体及圆柱体)模具。

3、操作简单快捷，可多次重复使用，提高模型制作效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明中底座、外框体的结构示意图；