[实用新型]一种模拟岩体结构的块体模型压制设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及地质力学模型试验技术领域，特别涉及一种模拟岩体结构的块体模型压制设备。

背景技术

地质力学模型试验广泛用于水利、采矿、隧道等岩石工程设计中，基于一定的相似原理对特定的工程结构及其赋存的地质环境进行缩尺模拟。这些地质力学模型试验既能够模拟岩土工程结构的特点，又能近似模拟岩体断层等地质因素对工程稳定性的影响，对岩体工程的设计与施工具有及其重要的指导意义，我国的大部分大中型拱坝基本都做过地质力学模型试验。

为了满足相似条件，地质力学模型试验对模拟坝体及周围基础岩体的相似材料的力学性质有着比较高的要求。可以使用重晶石粉、膨润土、特制胶水等组成的混合材料制作块体模型；再将块体模型加工砌筑成相应的坝体或岩体结构。一般而言，工程中更加关心坝体本身的安全和坝体附近的岩体的影响，因此地质模型试验中这部分区域往往采用小块体进行较为精细的模拟；而对于距离坝体较远或者本身性质完好，体积较大的岩体结构，其对坝体安全的影响较小，为了节省人力和时间，往往采用大块体模拟。

对于中国专利公开号CN103234796B，公开日2015.06.24，实用新型创造名称为模拟岩体结构的小块体模型压制设备，该申请公开了一种岩体结构小块体模型的压制设备，包括框架式底座，固定在框架式底座上的小块体模具、模具上顶块、推拉盖板、压力杠杆和限程拉杆；其中，小块体模具和推拉盖板安装在框架式底座上表面，模具上顶块设置在小块体模具下部，其上端面插入模拟岩体的小块体模具的腔体中，限程拉杆置于压力杠杆一端。经过试验可发现该设备存在许多不足之处：

第一，该装置只适用于压制小块体。对于大型的地质模型试验十分的耗时耗力，大型地质模型试验基本上只有坝体及其附近的岩体需要采用小块体模拟，而其它很大一部分区域需要采用大块体进行模拟；

第二，该装置采用人工控制。这对人的力量要求较高，一旦人产生疲劳或者本身的力量就比较小，则不容易将块体压密实导致所压制的块体的密度达不到要求而使地质模型的试验产生偏差，同时压块的效率也比较低；

第三，该装置不适用于压制密度较大的块体，块体密度越大就需要更大的力量施加于压力杠杆上，从而使块体压密，当块体密度较大时，人工不能压密至要求的密度；

第四，该装置在块体压好之后，使用辅助杠杆打开模具的推拉盖板时由于盖板的厚度较小容易造成杠杆在块体表面形成划痕，导致块体的质量变差；

第五，模型尺寸的调整的范围有限，往往只能在几个厘米的范围内进行调节，这样就限制了块体的尺寸。

这些不足严重制约了地质模型试验的进度和效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决地质模型试验中不能快速、精确、高质量制作大块体模型的技术问题，提供了一种模拟岩体结构的块体模型压制设备，本实用新型可以大大加快块体模型的制作速度，节省大量的人力、物力和时间；并且能够根据需要在比较大的范围内对块体的尺寸、形状和高度进行精确的调整，从而减少小块体的用量，缩短试验周期，能够更好地满足地质模型试验多种砌筑方案的需求，保证试验的顺利进行。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

本实用新型提供一种模拟岩体结构的块体模型压制设备，其包括：

支撑框架、气压顶、水平触杆、模具顶升部件、块体模具、限位调整件和自动控制阀；

块体模具位于支撑框架的上部；

气压顶设置在支撑框架的底部；自动控制阀控制气压顶中的活塞上下移动；气压顶的上面设有模具顶升部件，并随着活塞移动带动模具顶升部件上下移动；

模具顶升部件位于块体模具下部，且随着其运动能将块体模具中块体混合料压实，并能够推出成型的块体模型；

水平触杆安装在模具顶升部件上，限位调整件固定在支撑框架的中间位置，水平触杆随模具顶升部件上升过程中能够触碰所述限位调整件。

更优选地，所述气压顶包括：

底部底座，顶部盖板，顶升筒体、伸缩杆筒体和伸缩杆；

所述气压顶通过底部底座固定于支撑框架的底部；顶升筒体的底端固定在底部底座上，上端设有顶部盖板；伸缩杆筒体设置在顶升筒体内部，伸缩杆筒体内部被活塞分割为上空腔和下空腔，且设有B气孔与该上空腔相通；设有A气孔与该下空腔相通；所述B气孔和A气孔分别通过气管与自动控制阀的两个气孔相接。

更优选地，所述模具顶升部件包括：

传力筒、模具顶板、紧固螺钉、连接螺杆和锁定螺母；

传力筒的上端固定有模具顶板；