[实用新型]一种制备具有随机节理裂隙试件的实验台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种制备具有随机节理裂隙试件的实验台，用于相似模拟试验中制备具有随机节理裂隙的煤、岩试件。

背景技术

对于现场采集的煤、岩体制作成试件进行单轴压缩、直剪试验是研究其力学性质的重要手段之一，但是大量的现场采集工作耗时耗力，通过相似模拟试验制作人工试件是一个比较理想的替代方法。但是赋存于地下的煤、岩体由于长期地质作用，内部存在大量随机分布的节理裂隙，这些节理裂隙的存在使煤、岩体具有非均质性、各向异性和非连续性，影响到煤、岩体的破坏过程和机理。而相似模拟试验中对于煤、岩体中节理裂隙的真实模拟是难点所在，因此目前的研究主要是建立在煤、岩体是理想均质的假设基础之上的，制作的试件不含有节理裂隙，并不考虑节理裂隙对实验结果的影响；另外有学者在模拟节理裂隙上做了一些尝试，但是制作的试件中的裂隙并不是随机分布的或者模拟材料选择单一，和实际情况仍有差距，并不能很好的模拟煤、岩体的力学特征和破坏机理，同时实验过程复杂，降低了实验的精确性和可操作性，不利于推广应用。

实用新型内容

本实用新型提出一种制备具有随机节理裂隙试件的实验台，该实验台可以制备试件近似模拟真实煤、岩体中所存在的接触面光滑的和接触面粗糙的、被碎屑充填的和无填充物的及零散分布的多种形态节理裂隙，实现对于现场煤、岩体的近似与仿真，从而更客观反映其破坏过程及机理，此外实验台的设计将制作流程有机整合，实现流水化作业，使用方便简单，效率高，克服了现有技术的不足。

本实用新型采用如下技术方案。

本实用新型包括实验台框架、冷冻箱、冷冻箱盖、低温储存盒、冷冻盘、多功能电子秤、托盘、搅拌机、主放料口、副放料管道、副放料口、出料控制装置、控制面板、试件模具、振动台、出料口、牵引拉环、刮刀；所述的冷冻箱置于实验台左侧，其内部上端置有所述的低温储存盒，其内部下方置有所述的冷冻盘；所述的多功能电子秤镶嵌于实验台桌面，所述的托盘置于所述的多功能电子秤上方；所述的搅拌机置于所述的主放料口下方；所述的副放料管道上端口与所述的副放料口连接，其上部置于所述的实验台框架内部，其下部与所述的出料口相连；所述的出料控制装置置于所述的搅拌机下端口，两端固定于所述的实验台框架上；所述的控制面板位于实验台桌面右下角；所述的试件模具置于所述的振动台上方及所述的出料口正下方；所述的牵引拉环与所述的试件模具侧面连接；所述的刮刀两端固定于所述的实验台框架上，置于实验台前侧，其下端与所述的试件模具上部处于同一水平高度。

所述的冷冻箱盖是由硬质聚氨酯泡沫塑料板外裹PVC板或冲压折弯的金属板材所制成推拉式箱盖，其上端的低温储存盒可以储存用于模拟裂隙所需的材料，拆卸方便，且箱盖上带有锁，便于安全管理。

所述多功能电子秤具有数据导入、数据记忆及汉显功能，将需要称重的材料名称及所需重量预先通过USB接口、蓝牙或者NFC标签导入电子秤，实验时可以按照屏幕提示进行逐一称量，操作便捷，减少实验者称量错误。

所述的出料控制装置由步进电机控制，通过所述的控制面板上的按钮，实现所述的出料口的打开和关闭功能，且增强了所述的搅拌机的稳定性。

所述的试件模具由金属板或环氧树脂板制成，由快拆杆紧锁，以实现快速拆装。

所述的牵引拉环由环氧树脂制成，可牵引所述的试件模具在所述的振动台上的卡槽内移动，操作方便。

所述的副放料管道其下端管道角度较大，保证裂隙模拟材料的顺利下滑，且可以随着混合浆液从所述的出料口放出，实现自动化制备随机节理裂隙试件。

所述的振动台具有时间预设、振幅调节功能。

本实用新型解决了目前相似模拟试验制作煤、岩试件过程中无法预制节理裂隙，或者预制的节理裂隙不是随机分布的以及模拟材料选择单一的问题，本实用新型用于制备的具有随机节理裂隙的试件，实现了对于真实煤、岩体中随机分布的接触面光滑的和接触面粗糙的、被碎屑充填的和无填充物的及零散分布的多种形态节理裂隙的近似与仿真，更加真实反映煤、岩体的力学特征和破坏机理，符合现场条件，增加了相似模拟的准确性，并且实验台的设计将实验流程有机整合，使用方便，效率大大提高。本实用新型可用于煤、岩体破碎机理、煤壁片帮、边坡稳定性相关研究的相似模拟试验，利用冷冻箱，制备模拟节理裂隙的材料；利用步进式电机，实现出料口的打开和关闭功能，操作简单，控制精准；试件模具由快拆杆紧锁，可以实现试件模具的快速拆装；利用振动台，有利于试件模具中浆液的流动以及浆液中空气的及时排出；利用刮刀，用于刮去多余浆液，并使试件表面平整。

附图说明