[发明专利]批量控制压实度的类岩石试样一体化制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种批量控制压实度的类岩石试样一体化制备装置及方法，包括温湿可控的恒温恒湿箱，恒温恒湿箱安装在支架上，恒温恒湿箱的竖直支架安装位点设有旋转轴，旋转轴与动力驱动装置连接；恒温恒湿箱的内部水平设有可移动替换垫板，可移动替换垫板与恒温恒湿箱连接的一个侧壁设有开槽，可移动替换垫板底部与竖向的可移动支撑杆连接，可移动支撑杆与恒温恒湿箱滑动连接，压样垫板的上方设有多个制样模具，制样模具的上方设有压力可控的竖向加载设备；拆模垫板上设有多个洞口，洞口与制样模具一一对应。本发明能精确控制压实度，同时快速成批制作，集制作、养护及拆模于一体，结构简单，成本低廉，操作方便。

技术领域

本发明属于实验设备技术领域，涉及一种批量控制压实度的类岩石试样一体化制备装置及方法，尤其涉及一种可批量控制压实度及制作养护拆模一体化的类岩石装置及方法。

背景技术

由于岩体是一种非常复杂且各向异性的非均匀材料，其物理力学性能变化范围很宽广，为了能够模拟强度变化范围非常广的不同性质的真实岩体，必须研制出一种物理力学性质变化范围很广且物理力学性能稳定的新型类岩石相似材料。在相似材料制备过程中，压实度在一定程度上决定了类岩石强度：压实度越高，得到的类岩石所具有的强度越大。通过控制压实度的变化范围以及调整相似材料配比，均对类岩石所具有的强度范围变化产生影响，所以除了选择合适的相似材料对相似模型试验的成功与否起着关键性的作用外，其中压实度的控制同样是决定类岩石强度的关键因素。

现如今在制备类岩石试样中控制压实度的方法大致可以分为以下两类。一种方法是采用标准质量的击锤从确定的高度下落，一层或分层击实土样至所需尺寸。该方法的缺点在制样过程中使用的冲击力往往使试样受力不均匀，上层土样明显低于下层土样的密实，而且在制样过程中极易将产生空气压入试样中，产生较大的孔隙影响后续试验的精度，导致试验强度偏低，且每次制样过程中存在一定的差异性。另一种方法是搅拌均匀的试样加入制样模具中，通过施加静载加速类岩石的固结。该方法可以很好的克服重类岩石制作过程中上下密度不一致的缺点，但在制样过程相对繁琐，且对制样设备要求较高，也存在每次制样过程中存在压实度不同的现象。在模型制作及养护过成中底部存在泌水现象，养护过程产生收缩，成形后的试样必然存一定的差异性，会影响相似材料模型试验的准确性。又加之类岩石试验过程中常常需要多组平行试验，这就需要大批量的制作相同压实度的类岩石试样进行实验，制作及拆模过程相对繁琐，而上述两种方法都无法批量制备类岩石试样，容易产生因试样本身缺陷带来的实验误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种批量控制压实度的类岩石试样一体化制备装置，能精确控制压实度，同时快速成批制作，集制作、养护及拆模于一体，结构简单，成本低廉，操作方便，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的另一目的是，提供一种批量控制压实度的类岩石试样一体化制备装置的制样方法。

本发明所采用的技术方案是，一种批量控制压实度的类岩石试样一体化制备装置，包括温湿可控的恒温恒湿箱，恒温恒湿箱安装在支架上，支架包括相互垂直的水平支架和竖直支架，水平支架和竖直支架之间通过弧形的枕板平滑连接，枕板上设有移动轨道，恒温恒湿箱在水平支架和竖直支架的安装位点通过移动轨道连接，恒温恒湿箱的竖直支架安装位点设有旋转轴，旋转轴与动力驱动装置连接；恒温恒湿箱的内部水平设有可移动替换垫板，可移动替换垫板与恒温恒湿箱连接的一个侧壁设有开槽，可移动替换垫板底部与竖向的可移动支撑杆连接，可移动支撑杆与恒温恒湿箱滑动连接，可移动替换垫板为能够移动替换的压样垫板或拆模垫板，压样垫板的上方设有多个制样模具，压样垫板与每个制样模具可拆卸连接；制样模具为双开钢模具，制样模具的上端口设有压盘，制样模具的上方设有压力可控的竖向加载设备；拆模垫板上设有多个洞口，洞口的边缘设有环形凹槽，洞口与制样模具一一对应，制样模具的底部能够伸入环形凹槽内，每一个洞口下方设有海绵层。