一种可调节预制节理试样的制作工具、模具及方法

摘要

本发明涉及一种可调节预制节理试样的制作工具、模具及方法，包括底板，所述底板中预留插口，所述插口用于插接竖向板，所述竖向板与底板垂直设置；所述底板包括一列相互拼接的第一插板，第一插板之间相互平行，其中两块第一插板之间设置有间隔件，所述第二插板的长度小于第一插板，所述第一插板与第二插板拼接形成工字型的底板结构；通过第二插板连接的两块第一插板之间具有缺口，所述缺口形成所述插口；所述第二插板的数量能够调节以实现插口大小的调节。本发明能够实现插入类岩石材料中的第三插板的位置、厚度及宽度可以调节，避免第三插板在类岩石材料振捣过程中发生位移，不需要根据节理定制大量的第三插板，经济性好。

权利要求

1.一种可调节预制节理试样的制作工具，其特征在于，包括底板，所述底板中预留插口，所述插口用于插接竖向板，所述竖向板与底板垂直设置；

所述底板包括一列相互拼接的第一插板，第一插板之间相互平行，其中两块第一插板之间设置有间隔件，所述间隔件包括至少一个第二插板，所述第二插板与相邻第一插板的中部连接；

所述第一插板与第二插板拼接形成工字型的底板，通过第二插板连接的两块第一插板之间的空间形成插口，所述第二插板的数量能够调节以实现插口大小的调节。

2.根据权利要求1所述的可调节预制节理试样的制作工具，其特征在于，所述第二插板沿第一插板延伸方向的数量能够调节，所述第二插板沿垂直第一插板延伸方向的数量能够调节。

3.根据权利要求2所述的可调节预制节理试样的制作工具，其特征在于，所述底板的两侧分别具有一个插口，所述竖向板的数量为两个，两个竖向板分别插接于底板的插口中。

4.根据权利要求3所述的可调节预制节理试样的制作工具，其特征在于，每个竖向板包括至少一个第三插板，所述竖向板能够由不同数量的第三插板拼接形成以改变竖向板的宽度与厚度。

5.根据权利要求4所述的可调节预制节理试样的制作工具，其特征在于，相邻第一插板之间，第一插板与第二插板之间，第一插板与第三插板之间通过卡扣连接。

6.根据权利要求5所述的可调节预制节理试样的制作工具，其特征在于,所述卡扣包括凸起和凹槽。

7.一种可调节预制节理试样的制作模具，利用了权利要求6所述的可调节预制节理试样的制作工具，其特征在于，还包括浇筑箱，所述浇筑箱的上端开口，所述浇筑箱底侧壁的上表面设有所述底板，底板的长度与浇筑箱底侧壁的长度相同，底板的宽度与浇筑箱底侧壁的宽度相同，所述竖向板的高度大于浇筑箱的高度。

8.一种可调节预制节理试样的制作方法，利用了权利要求7中所述的可调节预制节理试样的制作模具，其特征在于,包括以下步骤，步骤1，通过卡扣连接的方式，根据所需要节理的长度、厚度及安装位置，将第三插板拼接成设定长度与厚度的竖向板；

选择设定数量的第一插板、第二插板，拼接组合成工字型的底板，底板中插口的位置、长度及厚度满足设定要求；

将竖向板插接在插口中，竖向板与底板通过卡扣连接；

步骤2，将组合好的可调节预制节理试样的制作工具放置于浇筑箱中，在底板及竖向板的表面涂一层油，以便于拆模；

步骤3，在浇筑箱中浇筑类岩石材料，然后振捣并养护至初凝；

步骤4，拆除浇筑箱及可调节预制节理试样的制作工具，继续养护初凝的类岩石材料，直至设定龄期，得到含预制节理的节理试样。

9.根据权利要求8所述的一种可调节预制节理试样的制作方法，其特征在于：所述步骤1中，通过改变第二插板沿第一插板延伸方向的数量来改变插口的长度，通过改变第二插板在垂直第一插板延伸方向的数量来改变插口的宽度。

说明书

一种可调节预制节理试样的制作工具、模具及方法

技术领域

[0001] 本发明属于岩体力学技术领域，具体涉及一种可调节预制节理试样的制作工具、模具及方法。

背景技术

[0002] 工程岩体大都经受了多次地质构造运动的扰动,其中含有多种不同级别的节理及软弱面。含有节理的岩体和完整岩体有截然不同的性质，特别是在卸荷条件下,岩体的力学性质区别更大。卸荷作用使得岩体中原有的裂隙扩张、贯穿,甚至生成新的裂隙,岩体连通性增强,渗透性增加,抗拉强度急剧降低,岩体质量迅速劣化。

[0003] 而工程中遇到的岩体均为含有不同级别裂隙的节理岩体,因此,必须研究含节理岩体的力学形态,才能比较真实地反映工程岩体的实际力学行为。在现阶段的研究中，研究者大都采用类岩石材料制作含有预制节理的试样，而在制作预制节理时多采用手动插入薄钢板的形式，在类岩石材料初凝后抽出薄钢板。

[0004] 发明人认为，现有含有节理的预制试样在制作过程中具有下述缺点：

[0005] (1)手动插入板件(上述薄钢板)时难以保证钢板是否垂直插入以及其插入位置是否准确符合要求，存在较大的误差。

[0006] (2)对浇筑箱中类岩石材料进行振捣过程时，板件容易发生偏斜、位置错动等问题。

[0007] (3)在制作不同长度与厚度的节理时，需要定制大量板件(薄钢板)，整个过程繁琐且经济性差。

发明内容

[0008] 本发明的第一目的是提供一种可调节预制节理试样的制作工具，实现插入类岩石材料中的板件的位置、厚度及宽度可以调节，避免板件在类岩石材料振捣过程中发生位移，不需要根据节理定制大量的板件，经济性好。

[0009] 本发明的第二目的是提供一种可调节预制节理试样的制作模具，基于上述可调节预制节理试样的制作工具，能够提供浇筑箱以方便预制节理试样的浇筑。

[0010] 本发明的第三目的是提供一种可调节预制节理试样的制作方法，基于上述可调节预制节理试样的制作模具，指导预制节理试样的制作。

[0011] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：包括底板，所述底板中预留插口，所述插口用于插接竖向板，所述竖向板与底板垂直设置；

[0012] 采用底板作为竖向板的支撑，只需要固定底板的位置就可以保证在类岩石材料振捣时，竖向板不会发生偏移，使得节理试样中形成的节理位置及大小满足设定要求。

[0013] 所述底板包括一列相互拼接的第一插板，第一插板之间相互平行，其中两块第一插板之间设置有间隔件，所述间隔件包括至少一个第二插板，所述第二插板与相邻第一插板的中部连接；多个第二插板拼接形成方形结构。

[0014] 所述第一插板与第二插板拼接形成工字型的底板，通过第二插板连接的两块第一插板之间的空间形成所述插口，所述第二插板的数量能够调节以实现插口大小的调节。

[0015] 底板采用第一插板及第二插板拼接形成的方式，通过改变第二插板的数量及第二插板在底板中的位置，可以改变插口的大小及插口在底板中的位置，进而为竖向板的宽度、厚度及在底板中安装位置的调节提供了基础。

[0016] 进一步，所述第二插板沿第一插板延伸方向的数量能够调节，所述第二插板沿垂直第一插板延伸方向的数量能够调节。

[0017] 进一步，所述底板的两侧分别具有一个缺口，所述竖向板的数量为两个，两个竖向板分别插接于底板的缺口中。

[0018] 在底板的两侧设置有缺口，所述缺口由第一插板及第二插板围合形成，缺口能够安装竖向板，使得竖向板与底板固定连接，避免竖向板在类岩石材料振捣时发生位移。

[0019] 进一步，每个竖向板包括至少一个第三插板，所述竖向板能够由不同数量的第三插板拼接形成以改变竖向板的宽度与厚度。

[0020] 通过不同数量第三插板的拼接，可以得到不同宽度及厚度的竖向板，进而使得节理试样中节理的宽度及厚度得以调节。避免定制不同规格竖向板造成的工序繁琐及经济性差的问题。

[0021] 进一步，相邻第一插板之间，第一插板与第二插板之间，第一插板与第三插板之间通过卡扣连接。

[0022] 通过卡扣连接的方式，使得第一插板、第二插板及第三插板之间方便拼装及拆卸。

[0023] 一种可调节预制节理试样的制作模具，利用了所述的可调节预制节理试样的制作工具，还包括浇筑箱，所述浇筑箱的上端开口，所述浇筑箱底侧壁的上表面设有所述底板，底板的长度与浇筑箱底侧壁的长度相同，底板的宽度与浇筑箱底侧壁的宽度相同，所述竖向板的高度大于浇筑箱的高度。

[0024] 一种可调节预制节理试样的制作方法，包括以下步骤，

[0025] 步骤1，通过卡扣连接的方式，根据所需要节理的长度、厚度及安装位置，将第三插板拼接成设定长度与厚度的竖向板；

[0026] 选择设定数量的第一插板、第二插板，通过卡扣拼接组合成工字型的底板，底板中插口的位置、长度及厚度满足设定要求；

[0027] 将竖向板插接在插口中，竖向板与底板通过卡扣连接；

[0028] 步骤2，将组合好的可调节预制节理试样的制作工具放置于浇筑箱中，在底板及竖向板的表面涂一层油，以便于拆模；

[0029] 步骤3，在浇筑箱中浇筑类岩石材料，然后振捣并养护至初凝；

[0030] 步骤4，拆除浇筑箱及可调节预制节理试样的制作工具，继续养护初凝的类岩石材料，至设定龄期，得到含预制节理的节理试样。

[0031] 本发明的有益效果：

[0032] (1)采用底板作为竖向板的支撑，只需要固定底板的位置就可以保证在类岩石材料振捣时，竖向板不会发生偏移，使得节理试样中形成的节理位置及大小满足设定要求。

[0033] (2)底板采用第一插板及第二插板拼接形成的方式，通过改变第二插板的数量及第二插板在底板中的位置，可以改变插口的大小及插口在底板中的位置，进而为竖向板的宽度、厚度及在底板中安装位置的调节提供了基础。

[0034] (3)在底板的两侧设置有缺口，所述缺口由第一插板及第二插板围合形成，缺口能够安装竖向板，使得竖向板与底板固定连接，避免竖向板在类岩石材料振捣时发生位移。

[0035] (4)通过不同第三插板的拼接，可以得到不同宽度及厚度的竖向板，进而使得节理试样中节理的宽度及厚度得以调节。避免定制不同规格竖向板造成的工序繁琐及经济性差的问题。

附图说明

[0036] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

[0037] 图1为本发明实施例中整体结构示意图；

[0038] 图2为本发明实施例中预制节理试样的轴测图；

[0039] 图3为本发明实施例中预制节理试样的左视图；

[0040] 图4为本发明实施例中浇筑预制节理试样的原理图；

[0041] 图5为本发明实施例中底部插板的结构示意图；

[0042] 图6为本发明实施例中底部插板的俯视图；

[0043] 图7为本发明实施例中第二插板的轴测图；

[0044] 图8为本发明实施例中第二插板的俯视图；

[0045] 图9为本发明实施例中第三插板的轴测图；

[0046] 图10为本发明实施例中第三插板的俯视图；

[0047] 图11为本发明实施例中两个第三插板连接的示意图；

[0048] 图12为本发明实施例中底部插板与底部侧插板连接的示意图；

[0049] 图13为本发明实施例中一种结构形式的底部侧插板的俯视图；

[0050] 图14为本发明实施例中另一结构形式的底部侧插板的俯视图；

[0051] 图15为本发明实施例中改变第三插板数量以调整节理长度的示意图；

[0052] 图16为本发明实施例中改变第三插板数量以调整节理厚度的示意图。

[0053] 图中：1、节理试样；2、底部插板；3、底部侧插板；4、第二插板；5、第三插板；6、预制节理；7、卡扣；701、凹槽；702、凸起。

具体实施方式

[0054] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0055] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0056] 对于可调节的预制节理试样制作工具来说，长度方向为第一插板的延伸方向，宽度方向垂直于第一插板的延伸方向，高度方向为垂直与底板平面的方向。

[0057] 对于竖向板来说，长度方向为竖直方向，宽度方向为第一插板的延伸方向，厚度方向为水平方向且垂直第一插板的延伸方向。

[0058] 对于预制节理试样来说，长度方向，宽度方向，厚度方向与所述可调节的预制节理试样制作工具的方向相同。

[0059] 本发明的一种典型实施方式中，如图1-16所示，一种可调节预制节理试样的制作工具，包括底板，所述底板中预留插口，所述插口用于插接竖向板，所述竖向板与底板垂直设置；所述底板包括一列相互拼接的第一插板，第一插板之间相互平行，其中两块第一插板之间设置有间隔件，所述间隔件包括至少一个第二插板4，所述第二插板4与相邻第一插板的中部连接；所述第一插板与第二插板4拼接形成工字型的底板，通过第二插板4连接的两块第一插板之间的空间形成插口。多个第二插板拼接形成方形结构。

[0060] 第一插板、第二插板4的制作材料均采用常见的PC(聚碳酸酯)塑料，以避免强度过低的材料承受不住类岩石材料的自重而变形。

[0061] 卡扣包括凸起702和凹槽701。

[0062] 如图2所示，预制节理试样的两侧分别具有一个节理6，节理6关于预制节理试样的中心轴线对称。

[0063] 在一些实施方式中，所需要制作的的含预制节理6的节理试样尺寸的长×宽×高为：300×100×80mm3，每个节理6的长*宽*高的尺寸为：50mm*40mm*80mm。节理试样及节理6的尺寸也可以为其他数值，可由本领域技术人员自行设置。

[0064] 如图5,6所示，所述第一插板为长条形板，第一插板中相背离的两个侧面分别设有凸起702和/或凹槽701。

[0065] 在一些实施方式中，凸起702及凹槽701的数量均为6个，间距为50mm，所述的第一插板的尺寸为300×20×20mm3。第一插板的尺寸也可以为其他数值，可由本领域技术人员自行设置。

[0066] 如图12,13,14所示，为了避免将底板安装进浇筑箱时，凸起702阻挡底板侧边与浇筑箱侧壁接触或者凸起702阻挡底板放入浇筑箱中，将第一插板分为底部插板2和底部侧插板3，底部插板2的中相对的两个侧面分别设有凹槽701或者凸起702，底部侧插板3中只有一个侧面设有凹槽701或者凸起702。

[0067] 如图7，8所示，所述第二插板4为长条形板，第二插板4中相背离的两个侧面分别设有凹槽701和凸起702。第二插板4的卡扣7位于其中间长度处。

[0068] 在一些实施方式中，第二插板4的尺寸为50×20×20mm3，第二插板4的尺寸也可以为其他数值，可由本领域技术人员自行设置。

[0069] 如图9、10、11所示，每个竖向板包括至少一个第三插板5，所述竖向板能够由不同数量的第三插板5拼接形成以改变竖向板的宽度与厚度。

[0070] 第三插板5为长条形板，所述第三插板5两端分别设有卡扣7，一端的卡扣7用于连接相邻的第三插板5；另一端的卡扣7用于连接相邻的第三插板5，或者连接插口处的第一插板。

[0071] 在一些实施方式中，第三插板5尺寸为50×20×150mm3，第三插板5的尺寸也可以为其他数值，可由本领域技术人员自行设置。

[0072] 如图15、16所示，所述第二插板4的数量能够调节以实现插口大小的调节。所述第二插板4沿第一插板延伸方向的数量能够调节，所述第二插板4沿垂直第一插板延伸方向的数量能够调节。

[0073] 通过改变第二插板安装在第一插板中的位置，来改变插口在底板中的位置。

[0074] 具体的，第二插板沿第一插板延伸方向的数量能够调节，以此可以改变插口的宽度，所述第二插板4沿垂直第一插板延伸方向的数量能够调节，以此可以调节插口的长度；

[0075] 第二插板两侧的第一插板的数量可以调节，以此改变插口在底板中的位置，进而改变竖向板形成的节理在试样中的位置。

[0076] 本实施例提供一种可调节预制节理试样的制作模具，利用了所述的可调节预制节理试样的制作工具，还包括浇筑箱，所述浇筑箱的上端开口，所述浇筑箱底侧壁的上表面设有所述底板，底板的长度与浇筑箱底侧壁的长度相同，底板的宽度与浇筑箱底侧壁的宽度相同，所述竖向板的高度大于浇筑箱的高度。一方面便于拆模，另一方面是为了将连接的卡扣7设置于高于模具高度处，以防止拼接后因最侧边带有凸起702无法放入模具的情况。

[0077] 一种可调节预制节理试样的制作方法，包括以下步骤，

[0078] 步骤1，通过卡扣7连接的方式，根据所需要节理6的长度、厚度及安装位置，将第三插板5拼接成设定长度与厚度的竖向板；

[0079] 选择设定数量的第一插板、第二插板4，拼接组合成工字型的底板，底板中插口的位置、长度及厚度满足设定要求；

[0080] 将竖向板插接在插口中，竖向板与底板通过卡扣7连接；

[0081] 步骤2，将组合好的可调节预制节理试样的制作工具放置于浇筑箱中，在底板及竖向板的表面涂一层油，以便于拆模；

[0082] 步骤3，在浇筑箱中浇筑类岩石材料，然后振捣并养护至初凝；所述的节理试样1的材料为水泥、沙子和水按设定配比配制而成。

[0083] 步骤4，拆除浇筑箱及可调节预制节理试样的制作工具，继续养护初凝的类岩石材料，至设定龄期，得到含预制节理6的节理试样1。

[0084] 所述步骤1中，通过改变第二插板沿第一插板延伸方向的数量来改变插口的长度，通过改变第二插板在垂直第一插板延伸方向的数量来改变插口的宽度。

[0085] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。