[发明专利]一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置及方法

权利要求书

1.一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，包括底座结构、模具结构，

所述底座结构包括角度控制底座(25)、底座(26)，所述角度控制底座(25)一端与底座(26)铰接，所述角度控制底座(25)与底座(26)的内部均设置有电磁线圈(32)，

所述模具结构包括可滑动挡板、若干模具(13)、若干模具固定环(16)、若干铁圈(30)，所述可滑动挡板安装在角度控制底座(25)上表面，所述模具(13)与模具固定环(16)呈半圆柱状，模具(13)可拆卸安装在模具固定环(16)内侧，一半数量的模具固定环(16)安装在可滑动挡板内侧壁上，另一半数量的模具固定环(16)安装在角度控制底座(25)上表面，两个模具固定环(16)围合形成的圆柱体顶部由铁圈(30)连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，所述所述可滑动挡板9为两个，分别为第一可滑动挡板、第二可滑动挡板，第一可滑动挡板与第二可滑动挡板均呈倒置的L型，且二者接触时形成冂型，所述角度控制底座(25)上表面安装有滑道(10)，可滑动挡板通过滑轮与滑道(10)连接，所述可滑动挡板主要由支撑板(9)、固定板(17)组成，支撑板(9)呈凸形，凸形顶端与固定板(17)垂直连接，固定板(17)上表面滑动安装有伸缩板(18)，所述模具(13)与模具固定环(16)均安装在两个可滑动挡板内侧，所述第一可滑动挡板的伸缩板(18)侧端安装有可控制磁性的磁铁(19)，第二可滑动挡板的伸缩板(18)侧端安装铁块(22)，两可滑动挡板的固定板(17)通过若干弹簧(20)连接。

3.根据权利要求1所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，所述底座(26)上安装有冂型的角度控制梁结构(28)，且设置在远离与角度控制底座(25)铰接的端部，所述角度控制底座(25)设有向右侧延伸的凸起，凸起穿过角度控制梁结构(28)的冂型口，所述凸起上滑动安装有可滑动角度固定板(27)，所述角度控制梁结构(28)上安装有与可滑动角度固定板(27)匹配的角度固定鞘(29)。

4.根据权利要求1所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，所述角度控制底座(25)由上层、下层组成，上层与下层紧贴连接，上层由不锈钢制成、下层由铁制成；所述底座(26)由上层、下层组成，上层与下层紧贴连接，上层由铁制成、下层由不锈钢制成。

5.根据权利要求1所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，所述角度控制底座(25)的电磁线圈(32)与直流电源(3)连接，所述底座(26)的电磁线圈(32)与交流电源(5)连接。

6.根据权利要求1所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，还包括保温箱(7)、喷头(8)、温度测量仪(6)、湿度测量仪(24)，所述保温箱(7)呈罩状，保温箱(7)可拆卸扣合在角度控制底座(25)上，所述温度测量仪(6)与湿度测量仪(24)均设置在保温箱(7)内，所述喷头(8)为若干个，安装在保温箱(7)侧壁上，所述喷头(8)通过水管(2)与水泵(1)连接。

7.根据权利要求1所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，所述角度控制底座(25)内安装有电阻丝(31)，电阻丝(31)与温度控制仪(11)电连接，所述温度控制仪(11)安装在角度控制底座(25)侧壁上。

8.根据权利要求2所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，所述模具(13)与模具固定环(16)均为八个，八个模具固定环(16)组成四个圆柱体，呈两排两列排布，且两两之间距离不小于1-1.5厘米，所述模具(13)侧壁上设有刻度值(33)。

9.根据权利要求3所述的一种模拟不同角度的分层充填体试件制备装置，其特征在于，所述角度固定鞘(29)为若干个，若干角度固定鞘(29)呈上下三排设置，在与可滑动角度固定板(27)匹配卡接后使角度控制底座(25)形成5°、10°、30°角。

10.采用如权利要求1-8任一所述装置制备模拟不同角度的分层充填试件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将每个模具(13)进行清洗后刷油，将模具(13)安装在模具固定环(16)内，并将两两匹配的模具固定环(16)分别安装在可滑动挡板内侧壁、角度控制底座(25)上表面；

步骤2，打开伸缩板(18)上部的磁性控制开关(21)，磁铁(19)将第二可滑动挡板上铁块(22)吸附，两个可滑动挡板克服弹簧(20)弹力，形成冂型；两两匹配的模具固定环(16)带着模具(13)一起闭合呈圆柱体，将铁圈(30)安装在模具(13)顶部，并将铁圈(30)固定在角度控制底座(25)上表面；

步骤3，把备案的浆料从模具(13)上口注入，通过刻度值(33)确定所要倒入的高度，待第一层浇筑完毕后，将角度控制底座(25)与底座(26)的内部电磁线圈(32)均通电，控制电磁线圈(32)的电流大小及频率，使角度控制底座(25)在磁力作用下上下振动，待振动完成后，将可滑动角度固定板(27)与角度固定鞘(29)卡接，

步骤4，将保温箱(7)盖在角度控制底座(25)上，使模具(13)位于封闭环境中，调节温度控制仪(11)、水泵(1)，通过观察温度测量仪(6)与湿度测量仪(24)，使保温箱(7)内部产生与矿山相同的温湿度；

步骤5，待达到需要进行二次浇筑的条件后，拿掉保温箱(7)，放平角度控制底座(25)，进行二次浇筑，如此循环，直至完成浇筑；

步骤6，试件完成并达到拆模条件后，关闭调节温度控制仪(11)、水泵(1)，拿掉保温箱(7)及铁圈(30)，关闭磁性控制开关(21)，两个可滑动挡板在弹簧(20)的弹力下分离，可滑动挡板带着模具固定环(16)两两分离，取出试件，将模具拆下清洗，完成试件制备。