[发明专利]一种预制裂隙类岩石试样的制备模具及其方法

说明书

本发明提供一种预制裂隙类岩石试样的制备模具及其方法，包括支架、拼接式内圆柱模具组件、裂隙板、7字形导轨、封口板和外圆柱模具组件，拼接式内圆柱模具内的半圆形模具的截面处设有柔性橡胶垫，其中两个半圆形模具对接形成整圆模具并夹住裂隙板，导向杆配合安装在7字形导轨内，封口板和外圆柱模具组件均位于半圆形模具的底部。通过两个对接的半圆形模具夹住裂隙板，那么向半圆形模具注入试样原料时就会形成两个半圆形模型，并且半圆形试样的断面处为裂隙板的形状，进而铸造出裂隙模型，而后通过外圆柱模具组件进行二次铸模，整个过程通过移动半圆形模具即可实现，便于操作，并且柔性橡胶垫对裂隙板进行夹持，便于更换不同样式的裂隙板。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，涉及类岩石材料预制裂隙技术领域，具体为一种预制裂隙类岩石试样的制备模具及其方法。

背景技术

岩石是一种或多种矿物在各种地质作用下形成的复杂结构体，其破坏机理按照Griffith强度理论认为像岩石、玻璃、砼等脆性固体材料必定包含许多微裂缝，而当作用的平均应力在微裂缝边缘处发生应力集中时，微裂缝边缘会局部产生很大的拉应力。当这种拉应力超过其抗拉强度时，微裂缝开始扩展。许多微裂缝的扩展与联合将最终导致宏观破裂。由此可见这些裂隙的存在会直接影响岩石的各项基本物理力学特性，因此岩石材料的裂纹起裂、扩展、延伸、破环的条件与规律是岩石断裂力学的研究重点。

公开号为CN108318318A提供的一种基于3D打印技术制作含充填三维预制裂隙类岩石试样的模具及方法，此现有技术通过两个模具对接进行注模，而裂隙通过预制不同形状的3D打印模具，也就是说3D打印模具填充了半个钢模，因此加工出的试样只有半个，而裂隙模型是在试样内部孕育的，那么此现有技术虽然公开了对接式铸模，但是还是无法加工出完成的试样模型。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预制裂隙类岩石试样的制备模具及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种预制裂隙类岩石试样的制备模具，包括支架、拼接式内圆柱模具组件、裂隙板、7字形导轨、封口板和外圆柱模具组件，其中：

所述拼接式内圆柱模具组件包括半圆形模具、导向杆和柔性橡胶垫，半圆形模具的周向截面处设有柔性橡胶垫，半圆形模具的侧面设有导向杆，其中两个半圆形模具对接形成整圆模具，而裂隙板被柔性橡胶垫夹在整圆模具的中心处；

支架的两侧均设有7字形导轨，其中导向杆配合安装在7字形导轨内，所述封口板位于半圆形模具的底部，而外圆柱模具组件位于半圆形模具的底部，其中封口板的直径大于半圆形模具的直径而与外圆柱模具组件的内径相同。

优选的，所述半圆形模具的侧面设有滑块，封口板的径向设有导轨，其中滑块契合在导轨内，那么半圆形模具在升降时封口板会随之升降。

优选的，所述外圆柱模具组件包括圆形模具和环形封口板，其中圆形模具设置在支架上，而圆形模具的外圆面设有竖直导槽，当封口板下降时导轨就会顺着竖直导槽下降避免产生运动干涉，环形封口板配合安装在圆形模具轴向的环形槽内，其中移动环形封口板即可对竖直导槽进行封堵或者敞开。

优选的，所述柔性橡胶垫的内部为空心结构。

优选的，所述7字形导轨的横置处设有半圆形模具限位组件用于对半圆形模具的位置进行限位。

优选的，所述限位组件由螺纹套筒和螺杆组成，螺纹套筒设置在7字形导轨的横置处，所述螺杆配合安装在螺纹套筒内并与螺纹套筒形成螺纹连接，其中螺杆贯穿过7字形导轨并与导向杆接触。

一种预制裂隙类岩石试样的制备方法，包括以下步骤：

S1，模拟实际岩体中裂隙的空间形态与分布，确定用于制作试样的裂隙板；

S2，将两个半圆形模具对接形成整圆模具，而裂隙板夹在整圆模具的中心处；