[发明专利]一种用于制作任意表面结构面的模具

说明书

本发明提供一种用于制作任意表面结构面的模具，包括两第一主板和两第二主板，两第一主板和两第二主板构成可活动的矩形框架，所述矩形框架中设有多根模型针，所述模型针排列为矩形阵，模型针行列位置固定，竖直方向可上下移动；将该模具放在合适尺寸的原岩结构面上，所述模型针下落至原岩结构面表面并锁紧，所述模型针顶部构造成几乎等于原始结构面的表面，按比例将砂、水泥、水和减水剂等材料倒入该模具顶端变可制备样品。本发明的本模具结构简单，操作方便，能解决岩石结构面现场取样困难，试验样本少，试验周期长，成本高等问题。

技术领域

本发明涉及在岩石力学试验领域，尤其涉及一种用于制作任意表面结构面的模具。

背景技术

结构面造成了许多岩质边坡滑坡灾害。岩石结构面是岩体内存在的不同成因和不同特性的地质界面，包括物质分异面和不连续面等。由于基岩的性质，目前的问题是传统剪切试验中使用的方法不能完全再现这种实际岩石结构的特征。因此，对岩体中结构面的研究是解决岩质边坡稳定性难题的关键。

直剪试验是获取结构面抗剪强度参数的重要方法，通过直剪试验取得结构面的力学参数，为工程设计提供依据。在传统的直剪试验中，基于Morh-Coloumb理论，需要超过四个相似的原岩结构面来获得总剪切强度参数和有效剪切强度参数。然而，在现场采取回高度相似的样品是非常困难和不准确的，会导致测试结果中存在较大误差。且原岩结构面的试验是破坏性试验，破坏后便无法修复或重复使用。

同时采用原岩结构面存在多种不足：(1)由于交通不便，成本高，实验周期长，对原岩结构面进行取样很难满足工程要求。(2)由于原岩结构面的上下盘在运输，搬运，切割和凝固过程中可能导致的原岩结构表面的破裂，而结构面表面形态是影响抗剪强度的重要因素，上下盘咬合度差，会对试验结果造成较大误差。(3)现场很难找到一样的岩体的结构面试样，每个原岩结构面只能进行一次破坏性试验，不能进行多次试验。(4)对于具有突出岩石稳定性的泥岩等软岩，由于岩石的性质，不能在现场获得，只能在室内进行物理模型测试的研究。

发明内容

为了解决岩石结构面现场取样困难，试验样本少，试验周期长，成本高等问题，进一步简化操作，本发明提供了一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:包括两第一主板和两第二主板，每一所述第一主板上两侧各设有一竖直连接槽，所述第一主板上还设有相互平行且等距排列的多个第一纵向槽，所有第一纵向槽均设置于两所述竖直连接槽的内侧，所述第二主板上设有相互平行且等距排列的多个第二纵向槽，每一所述第二主板两端分别穿过两所述第一主板的两所述竖直连接槽，且两所述第一主板和两所述第二主板围成矩形框架，每一所述第一纵向槽和所有第二纵向槽平行且在竖直方向错开，两所述第一主板之间设有多根第一扭杆，每一所述第一扭杆两端分别贯穿一所述第一主板且设有第一紧固件，所述矩形框架内竖直布满矩形条状模型针，所述模型针上部设有上穿孔、下部设有下穿孔，所述上穿孔和所述下穿孔垂直，所有模型针矩阵排列，且每一行所述模型针上孔均对齐，每一列所述模型针的下孔均对齐，所述矩形框架内设有多个第一连杆和多个第二连杆，每一所述第一连杆两端分别穿过一所述第一主板上的一所述第一纵向槽，且该第一连杆中部穿过一行所述模型针的上孔，每一所述第二连杆两端分别穿过一所述第二主板上的一所述第二纵向槽，且该第二连杆中部穿过一列所述模型针的下孔，所述第一紧固件用于锁紧或松动两所述第一主板，从而使每一所述模型针可在竖直方向活动，用于模拟结构面。

进一步地，每一所述第一主板下侧设有一水平安装槽，所述矩形框架底部设有一插板，所述插板两端分别穿过两所述水平安装槽，所述插板可沿着两所述水平安装槽移动。

进一步地，两所述第二主板之间设有多根第二扭杆，每一所述第二扭杆两端分别贯穿一所述第二主板且设有第二紧固件，所述第二扭杆用于固定两第二主板。

进一步地，所述第一扭杆和第二扭杆两端均设有外螺纹，所述第一紧固件和第二紧固件为均翼形螺母。

进一步地，所述模型针下端设有尖端部，所述尖端部为棱锥。