一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著巖土工程學(xué)科的不斷發(fā)展，現(xiàn)實(shí)工程中遇到的復(fù)雜的地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越多，人們迫切希望通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)來(lái)模擬復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)工程問(wèn)題，從而指導(dǎo)施工。室內(nèi)試驗(yàn)正起著越來(lái)越重要的作用，而試塊的制作是試驗(yàn)的核心之所在，試件制作的是否符合預(yù)期要求，關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。
[0003]嚴(yán)格定位并表現(xiàn)出試塊中的各種構(gòu)造，是一個(gè)固流耦合充填介質(zhì)滲透失穩(wěn)過(guò)程試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)成功的必要條件，尤其是在模擬含各種構(gòu)造的復(fù)雜工程的地質(zhì)條件下的試驗(yàn)中更是如此。要使試驗(yàn)取得良好效果，就需要嚴(yán)格定位并制作出試塊中的各種構(gòu)造。
[0004]目前關(guān)于固流耦合充填介質(zhì)滲透失穩(wěn)過(guò)程試驗(yàn)中含有構(gòu)造的大直徑試塊的制作，尚沒(méi)有簡(jiǎn)便易行的方法。通常的做法是對(duì)試塊內(nèi)的各種構(gòu)造進(jìn)行簡(jiǎn)化和等效處理，這樣的處理方式并不符合工程實(shí)際，試驗(yàn)效果自然也難以反映出實(shí)際的工程狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種能可預(yù)制矩形構(gòu)造的大直徑試塊成型模具。該模具可通過(guò)預(yù)制板模擬試件中要求的預(yù)制矩形構(gòu)造(預(yù)制構(gòu)造上下端據(jù)試驗(yàn)要求須分別與頂板和底板平齊)形式于并置于模具中，并且可以根據(jù)需要的矩形構(gòu)造形式加工預(yù)制板，從而可以預(yù)制出試驗(yàn)的試塊中所需的的構(gòu)造。該模具還可制造帶有構(gòu)造的大直徑試件，試件外徑可達(dá)300mm，高度可達(dá)350mm。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種可預(yù)制矩形構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，包括頂板、側(cè)壁、箍圈、底板以及用于固定預(yù)制板件的固定裝置，所述的頂板、側(cè)壁和底板組合在一起形成一個(gè)內(nèi)部為空腔的柱形結(jié)構(gòu)，在側(cè)壁的頂部和底部各設(shè)一個(gè)用于固定頂板和底板的箍圈；所述的固定裝置按照試塊中預(yù)制構(gòu)造的位置將預(yù)制板件固定在柱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
[0008]所述的固定裝置包括一個(gè)夾具，所述的夾具上連接多組伸縮彈簧，每組伸縮彈簧的一端連接在夾具上，另一端連接一個(gè)吸盤，所述的吸盤吸附在側(cè)壁上方或者底板上。
[0009]所述的夾具夾在預(yù)制板件的頂部或底部。
[0010]所述的固定裝置包括兩個(gè)，一個(gè)安裝在預(yù)制板件的頂部，一個(gè)安裝在預(yù)制板的底部。
[0011]所述的側(cè)壁為一個(gè)頂部和底部開(kāi)孔，內(nèi)部為空腔的柱形壁。
[0012]所述的頂板和底板為一個(gè)表面設(shè)置有與側(cè)壁上、下孔相配合的凸臺(tái)。
[0013]所述的側(cè)壁上的外表面上、下各設(shè)一圈凹槽，箍圈安裝在凹槽內(nèi)。
[0014]所述的預(yù)制板件按照要求制成合適的形狀固定于模具中，用以預(yù)制出試件中存在的各種形狀及位置的構(gòu)造。
[0015]所述的側(cè)壁的高度大于350mm，內(nèi)徑大于300mm。
[0016]可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具的操作方法，具體包括步驟:
[0017](I)組裝模具，將側(cè)壁用箍圈固定并安置于底板之上；
[0018](2)依據(jù)試驗(yàn)要求確定試塊中構(gòu)造的位置與尺寸，之后加工預(yù)制板，使其尺寸和厚度與要模擬的矩形構(gòu)造相同；上步組裝好的試件模具中放置用以模擬構(gòu)造的預(yù)制板，并采用具有強(qiáng)力吸盤和伸縮彈簧的夾具在底板和側(cè)壁上端予以固定；
[0019](3)之后依照試驗(yàn)要求配置試樣的材料，將其拌合均勻后逐層填筑入試件模具中，邊填筑邊用工具進(jìn)行壓實(shí)；
[0020](4)小心用橡皮錘分層夯實(shí)材料直到模具頂部，待試件材料凝結(jié)后通過(guò)拉拔器械連接預(yù)制板上的鐵圈，拔出試件中的預(yù)制板；
[0021](5)最后小心脫模，并讓試件自然晾干后備用。
[0022]所述的預(yù)制板為普通實(shí)心木板，在木板上邊緣處設(shè)有預(yù)先打入的鐵圈，用以脫模時(shí)連接器械將預(yù)制板與成型的試件分離。
[0023]本發(fā)明的有益效果為:
[0024]1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作，解決在試塊中預(yù)制構(gòu)造的難題。
[0025]2.可根據(jù)試驗(yàn)所需構(gòu)造的特點(diǎn)與形狀，通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)制板的厚度，形狀及位置，通過(guò)放置在底板和側(cè)壁上端的夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)造的定位與成型，解決了不規(guī)則構(gòu)造難以在預(yù)制試塊中實(shí)現(xiàn)的困難。
[0026]3.整個(gè)操作過(guò)程易于掌握，試塊成型速度快，成型效果好。
[0027]4.模具可拆卸，非常方便樣本加工。
[0028]5.可以制作帶有構(gòu)造的大直徑試件，試件外徑可達(dá)300mm，高度可達(dá)350mm。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖l(a)-(b)為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明夾具詳圖；
[0031]其中，1、頂板；2、箍圈；3、側(cè)壁；4、底板；5、夾具；6預(yù)制板；7強(qiáng)力吸盤；8伸縮彈黃。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033]如圖1模具圖、圖2夾具詳圖所示，一種可預(yù)制矩形構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，包括頂板I ;箍圈2 ;側(cè)壁3 ;底板4以及用于固定預(yù)制板件的固定裝置，頂板1、側(cè)壁3和底板4組合在一起形成一個(gè)內(nèi)部空心的柱形結(jié)構(gòu)，在側(cè)壁3的頂部和底部各設(shè)一個(gè)用于固定頂板和底板的箍圈2 ;所述的固定裝置用于將預(yù)制板件固定在柱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
[0034]固定裝置包括一個(gè)夾具5，所述的夾具上連接多組伸縮彈簧8，每組伸縮彈簧8的一端連接在夾具5上，另一端連接一個(gè)強(qiáng)力吸盤7，所述的吸盤吸附在側(cè)壁上方或者底板上。
[0035]側(cè)壁3為一個(gè)頂部和底部開(kāi)孔，內(nèi)部為空腔的柱形壁。
[0036]頂板I和底板4為一個(gè)表面設(shè)置有與側(cè)壁上、下孔相配合的凸臺(tái)。
[0037]側(cè)壁3上的外表面上、下各設(shè)一圈凹槽，箍圈安裝在凹槽內(nèi)。
[0038]預(yù)制板件按照要求制成合適的形狀固定于模具中，用以預(yù)制出試件中存在的各種形狀及位置的構(gòu)造。
[0039]實(shí)施例1
[0040]利用上述裝置預(yù)制內(nèi)部為豎直矩形的大直徑試塊:
[0041]I)組裝模具，將側(cè)壁用箍圈固定并安置于底板之上。
[0042]2)依據(jù)試驗(yàn)對(duì)試件的要求確定豎直預(yù)制構(gòu)造的位置與厚度，選取合適的預(yù)制板豎直放置在組裝好的模具中。
[0043]3)之后依照試驗(yàn)要求配置試樣的材料，將其拌合均勻后分層填筑入試件模具中。
[0044]4)小心用橡皮錘分層夯實(shí)材料直到模具頂部，頂部慢慢夯實(shí)并找平，待試件材料凝結(jié)后通過(guò)拉拔器械連接預(yù)制板上的鐵圈，拔出試件中的預(yù)制板。
[0045]5)最后小心脫模，并讓試件自然晾干后備用。
[0046]實(shí)施例2
[0047]利用上述裝置預(yù)制內(nèi)部為與水平面呈一定角度的矩形構(gòu)造的大直徑試塊:
[0048]I)組裝模具，將側(cè)壁用箍圈固定并安置于底板之上。
[0049]2)依據(jù)試驗(yàn)對(duì)試件的要求確定預(yù)制構(gòu)造的厚度和與水平面所成角度，選取合適的預(yù)制板件，通過(guò)在底板和側(cè)壁上端的夾具將預(yù)制板放置在模具中。
[0050]3)之后依照試驗(yàn)要求配置試樣的材料，將其拌合均勻后分層填筑入試件模具中。
[0051]4)小心用橡皮錘分層夯實(shí)材料直到模具頂部，頂部慢慢夯實(shí)并找平，待試件材料凝結(jié)后通過(guò)拉拔器械連接預(yù)制板上的鐵圈，拔出試件中的預(yù)制板。
[0052]5)最后小心脫模，并讓試件自然晾干后備用。
[0053]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:包括頂板、側(cè)壁、箍圈、底板以及用于固定預(yù)制板件的固定裝置，所述的頂板、側(cè)壁和底板組合在一起形成一個(gè)內(nèi)部為空腔的柱形結(jié)構(gòu)，在側(cè)壁的頂部和底部各設(shè)一個(gè)用于固定頂板和底板的箍圈；所述的固定裝置按照試塊中預(yù)制構(gòu)造的位置將預(yù)制板件固定在柱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:所述的固定裝置包括一個(gè)夾具，所述的夾具上連接多組伸縮彈簧，每組伸縮彈簧的一端連接在夾具上，另一端連接一個(gè)吸盤，所述的吸盤吸附在側(cè)壁上方或者底板上。
3.如權(quán)利要求2所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:所述的夾具夾在預(yù)制板件的頂部或底部。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:所述的固定裝置包括兩個(gè)，一個(gè)安裝在預(yù)制板件的頂部，一個(gè)安裝在預(yù)制板的底部。
5.如權(quán)利要求1所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:所述的側(cè)壁為一個(gè)頂部和底部開(kāi)孔，內(nèi)部為空腔的柱形壁。
6.如權(quán)利要求1所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:所述的頂板和底板為一個(gè)表面設(shè)置有與側(cè)壁上、下孔相配合的凸臺(tái)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:所述的側(cè)壁上的外表面上、下各設(shè)一圈凹槽，箍圈安裝在凹槽內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具，其特征在于:所述的預(yù)制板件按照要求制成合適的形狀固定于模具中，用以預(yù)制出試件中存在的各種形狀及位置的構(gòu)造。
9.如權(quán)利要求1所述的一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具的操作方法，其特征在于，具體包括步驟: (1)組裝模具，將側(cè)壁用箍圈固定并安置于底板之上； (2)依據(jù)試驗(yàn)要求確定試塊中預(yù)制構(gòu)造的位置與尺寸，之后加工預(yù)制板；將預(yù)制板放置在組裝好的試件模具中，并采用具有強(qiáng)力吸盤和伸縮彈簧的夾具在底板和側(cè)壁上端予以固定； (3)依照試驗(yàn)要求配置試樣的材料，將其拌合均勻后逐層填筑入試件模具中，邊填筑邊用工具進(jìn)行壓實(shí)； (4)用橡皮錘分層夯實(shí)材料直到模具頂部，待試件材料凝結(jié)后通過(guò)拉拔器械連接預(yù)制板上的鐵圈，拔出試件中的預(yù)制板； (5)最后小心脫模，并讓試件自然晾干后備用。
10.如權(quán)利要求9所述的一種可預(yù)制矩形構(gòu)造的大直徑試塊成型模具的操作方法，其特征在于:所述的預(yù)制板為普通實(shí)心木板，在木板上邊緣處設(shè)有預(yù)先打入的鐵圈，用以脫模時(shí)連接器械將預(yù)制板與成型的試件分離。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可預(yù)制構(gòu)造的大直徑試塊成型模具及其操作方法，包括頂板、側(cè)壁、箍圈、底板以及用于固定預(yù)制板件的固定裝置，所述的頂板、側(cè)壁和底板組合在一起形成一個(gè)內(nèi)部為空腔的柱形結(jié)構(gòu)，在側(cè)壁的頂部和底部各設(shè)一個(gè)用于固定頂板和底板的箍圈；所述的固定裝置按照試塊要求的位置將預(yù)制板件固定在柱形結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。該模具可將預(yù)制板做成試驗(yàn)中要求的構(gòu)造形式于并置于模具中。并且可以根據(jù)需要的構(gòu)造形式予以加工，從而可以模擬出試驗(yàn)的試塊中所需的各種形狀及大小的構(gòu)造。該模具還可制造帶有構(gòu)造的大直徑試件，試件外徑可達(dá)300mm，高度可達(dá)350mm。
【IPC分類】G01N1-28
【公開(kāi)號(hào)】CN104677704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510032812
【發(fā)明人】石少帥, 卜林, 李術(shù)才, 李利平, 高勇, 王俊濤, 周宗青, 袁永才, 劉洪亮
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日