[发明专利]成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作模具和方法

说明书

成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作模具，包括上端密封活动压块，下端密封活动压块，模具双开侧壁，活动垫块，模具快拆扣件，千分表；所述上、下端密封活动压块设置外伸钢臂用于千分表测量；所述模具双开侧壁包括模具双开侧壁I和模具双开侧壁II，均内置带温度传感器的加热棒且接有温度控制器；所述模具快拆扣件包括销轴、锁扣I、锁扣II、T型连接件、快拆扳手。该方法主要包括：安装模具，装填相似材料，调试千分表，加温加压，拆除快拆扣件，取出试样。本发明实现了相似材料成岩地温环境相似性和试样尺寸精确控制，安装、拆卸方便快捷，同时有效解决相似材料岩样制作密实不均匀的技术问题。

技术领域

本发明属于岩石力学技术领域，特别提供一种成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作模具和方法。

背景技术

物理模型试验是基于相似原理，将原型的几何尺寸、受力边界条件、力学参数等按照一定的相似比缩放，再依据该相似比研制出具备原型物理力学特性的相似材料，最后将相似材料制成物理模型以开展各类复杂问题的研究。其中，相似材料研发需要模具制样进行相关力学试验以确定相似材料的配方。而成岩地温对岩石力学性质影响显著，处于地温环境中的深部岩石，其力学特性与地表岩石有极大差异。温度升高可改变矿物微观力学特征和微观矿物结构以及水化学性质，地温对成岩演变具有重要作用。因此，需要考虑相似材料岩样固化成岩的温度效应。

目前相似材料试样制作的模具大多是通过采用两个半圆锁紧扣件将模具两个侧壁锁紧固定，试验时需频繁拆装螺栓，费时费力；并且制样模具只有模具上端可以施加压力，而模具下端不能活动，导致相似材料密实不均匀，出现上面密实下面疏松的情况；此外，模具设计时没有考虑成岩地温的影响，先前相似材料研制未涉及成岩地温环境的相似；最后，相似材料岩样的长度尺寸控制不够精准，需后期涉水打磨调整尺寸，导致试样遇水后部分矿物水解影响其力学性能。因此，需要提出一种成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作模具和方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作模具和方法，解决了现有技术中模具制样时没有考虑成岩地温，拆卸繁琐，模具下端不能活动导致的密实不均匀及岩样长度控制精度低等技术难题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作模具，包括上端密封活动压块，下端密封活动压块，模具双开侧壁，活动垫块，模具快拆扣件，千分表；所述模具双开侧壁包括模具双开侧壁I和模具双开侧壁II；所述模具快拆扣件包括销轴，锁扣I，锁扣II，T型连接件，快拆扳手。

所述上端密封活动压块的圆柱压头上设置两道密封圈凹槽，凹槽处布置密封圈，所述上端密封活动压块的圆柱压头直径与模具双开侧壁内径一致，所述上端密封活动压块顶部设置外伸钢臂用于固定千分表；所述下端密封活动压块的圆柱压头上设置两道凹槽，凹槽处布置密封圈，所述下端密封活动压块的圆柱压头直径与模具双开侧壁内径一致，所述下端密封活动压块底部设置外伸钢臂与千分表测头接触；上、下端密封活动压块的圆柱压头嵌套在模具双开侧壁内。

所述模具双开侧壁接缝处设置台阶错口，所述模具双开侧壁I和模具双开侧壁II通过台阶错口衔接；所述模具双开侧壁I和II内部均设置带温度传感器的加热棒，外部均接有温度控制器。

所述活动垫块内径与模具双开侧壁内径一致，外径与模具双开侧壁外径一致。

所述锁扣I内圆弧直径与模具双开侧壁外径一致，锁扣I两端分别设置有锁扣II连接孔和T型连接件连接孔；所述锁扣II内圆弧直径与模具双开侧壁外径一致，锁扣II两端分别设置有锁扣I连接孔和凹槽；所述T型连接件连两端分别设置有锁扣I连接孔和快拆扳手连接孔；所述快拆扳手设置有与T型连接件连接孔。

一种成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作方法，采用成岩地温环境下相似材料岩样双向活动制作模具，包括以下步骤：