[发明专利]一种制作随机交叉贯穿裂隙岩块的模具

说明书

本发明属于岩土工程领域，具体地，涉及一种制作随机交叉贯穿裂隙岩块的模具。包括成型模具、活页、方形定位板、钢杆、矩形固定板、螺栓。其特征在于：长边侧板上方设置沿长边方向直线导轨槽，钢杆可插入导轨槽并沿导轨槽纵向滑动；通过纵向移动钢杆和横向移动定位板来实现裂隙在平面位置的随机布置。方形定位板内部设置齿轮状开口，活页插入方形定位板不同角度的齿调节预制裂隙的角度；活页插入方形定位板的预制缝中固定钢片的位置；改变活页宽度调节裂隙的宽度。本发明可实现不同裂隙角度、不同裂隙宽度的各种裂隙岩石的模拟；应用范围广。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别地涉及一种制作随机交叉贯穿裂隙岩块的模具。

背景技术

21世纪是地下工程的世纪，国内外地下水电站、大型矿山巷道、地下铁道、过江隧道、地下石油储备洞库等，都在大规模兴建，岩石力学研究重点日益转入地下。在地下工程建设中，裂隙岩体广泛存在，节理、裂隙等的稳定性在一定程度上对整个地下工程的岩体结构的安全性具有至关重要的作用,断续裂隙岩体是分布最广泛的形式之一。岩体裂隙分布的随机性、形态的多样性、分布的不均匀性和空间组合的复杂性，使得工程存在失稳的风险。为有效地评价裂隙岩体的工程稳定性，需要开展含裂隙的岩石试样的力学试验研究，以有效揭示裂隙岩石的力学变形特性与破坏规律。

岩体中裂隙面的存在破坏了岩体结构的完整性和连续性，裂隙面的强度、变形性质的不同，导致了岩体的强度、变形特征的差异。为了测试和探讨含多组裂隙面岩体的变形与强度特性，目前的主要研究方法为模型实验方法。由于岩体的间距、长度、连通率、倾角等因素的不同，对含有多组裂隙面的岩石材料进行研究时，类岩试块制作非常困难。目前模型试验方法主要是采用混凝土作为岩石试块的材料。而制作岩石内部的裂隙面方式如下：

(1)将预先设计好的不同尺寸和不同角度的钢片插入模具中，浇筑混凝土后振捣，待混凝土初凝之前，拔出钢片，形成裂隙面；

(2)在试块模型中预先埋入薄膜材料，隔离模型材料，形成裂隙面。

上述方法有以下不足：

1、裂隙在实际工程中，常常为两条或多条裂隙交叉的形式，传统的方法只能进行单裂隙的模拟试验。

2、裂隙调整难度较大，每调整一次裂隙就要重新制作模具，工作效率低，加工周期长，且浪费模具材料。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种制作随机交叉贯穿裂隙岩块的模具。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种制作随机交叉贯穿裂隙岩块的模具，包括成型模具、活页、方形定位板、钢杆、矩形固定板、螺栓。其特征在于：所述的成型模具包括四个侧板和下底板，均可拆卸；侧板高度高于预制岩块的高度，长边侧板高出预制岩块高度上方预留开口，方便浇注成型材料；预留开口上方设置沿长边方向直线导轨槽，钢杆可插入导轨槽并沿导轨槽纵向滑动，由螺栓固定位置；方形定位板侧边设有卡槽，可卡在钢杆上并沿钢杆横向滑动；四个钢片组成可自由转动的活页，活页插入方形定位板的预制缝中固定钢片的位置；长边侧板的直线导轨槽上方设置沿长边方向的凹槽，矩形固定板插入长边侧板的凹槽中，顶住活页，防止振捣时活页移动。

所述方形定位板内部设置齿轮状开口，齿轮相邻齿的角度为5°～30°，活页插入方形定位板不同角度的齿调节预制裂隙的角度；

本发明通过纵向移动钢杆和横向移动定位板来实现裂隙在平面位置的随机布置；通过改变活页宽度调节裂隙的宽度；用多个方形定位板获得多组随机交叉贯穿裂隙。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、该模具运用活页实现了交叉贯穿裂隙试块的制作。

2、通过方形定位板和钢杆的配合，可以实现裂隙角度、长度、间距的随意调节，模拟随机裂隙岩体，节省材料，操作简单，可重复使用。