一種用于制作帶貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤模型的模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于制作帶貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤模型(CCNBD)的模具，其包括定形模塊、頂蓋板模塊和預(yù)制裂隙鋼片，定形模塊為兩個內(nèi)腔為半圓柱形的側(cè)模，側(cè)模底部有底板，側(cè)模上設(shè)置有三個耳凸，上下耳凸設(shè)置有橫向螺母孔洞，左右耳凸設(shè)置有豎向螺母孔洞，頂蓋板模塊上設(shè)置有貫穿的倒料孔、裂紋鋼片安裝縫和左右耳凸，預(yù)制裂隙鋼片由預(yù)制裂隙段和嵌合段組成，嵌合段厚度與裂紋鋼片安裝縫的厚度一致，其長度大于頂蓋板模塊的厚度，預(yù)制裂隙段的長度等于巴西圓盤模型的厚度。本實用新型使用方便，并能制作含高精度規(guī)格裂紋的CCNBD模型。
【專利說明】
一種用于制作帶貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤模型的模具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及是一種用于制作帶貫穿裂隙類巖石巴西圓盤模型的模具，通過帶有裂紋安裝縫和裂隙鋼片的模具，較精確制作含貫穿裂紋脆性材料巴西圓盤模型，用于模擬實體巖石原型及研究其中裂紋斷裂機(jī)理、裂紋尺寸效應(yīng)及斷裂韌度測定。屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，根據(jù)國際巖石力學(xué)學(xué)會于1995年推薦的一種測試巖石斷裂韌度的新型試樣一人字形切槽巴西圓盤試樣，需要將待測試樣制作成特定的圓盤形狀，在對應(yīng)的力學(xué)實驗機(jī)上進(jìn)行實驗，以獲取相關(guān)斷裂力學(xué)參數(shù)，并研究斷裂擴(kuò)展機(jī)理。對于圓柱樣和方柱樣的加工制作，目前巖石的切割技術(shù)已經(jīng)比較成熟，能夠切割得到較為精確尺寸的巖石試樣，但對于某些研究巖石裂隙結(jié)構(gòu)面斷裂擴(kuò)展機(jī)理及裂隙尺寸效應(yīng)或測定巖石斷裂韌度的試驗的問題中，需要在巖石試樣中加工一些具有尺寸規(guī)格的裂隙，例如在研究巖石裂隙結(jié)構(gòu)面斷裂擴(kuò)展機(jī)理及裂隙尺寸效應(yīng)時，需要在巖石內(nèi)部加工一定數(shù)量、形狀和組合形式的裂隙；在利用三點彎曲試驗、中心巴西圓盤試驗、剪切盒試驗等測定巖石斷裂韌度時，需要巖樣中加工一定厚度和長度的裂紋。但由于巖石切割技術(shù)限制，無法切割獲得較為精確尺寸和形狀的裂隙，這也就給上述試驗研究或巖石斷裂韌度的測定帶來了一定的局限性。
[0003]目前用于制作帶裂隙類巖石模型的模具主要是制作含裂隙方體類巖石模型，并在研究類巖石裂隙結(jié)構(gòu)面斷裂擴(kuò)展機(jī)理及裂隙尺寸效應(yīng)中廣泛使用，而類巖石巴西圓盤(CCNBD)模型對研究裂隙結(jié)構(gòu)面斷裂擴(kuò)展機(jī)理、裂隙尺寸效應(yīng)以及巖石斷裂韌度的測定都非常重要，但還未有用于制作含裂隙類巖石巴西圓盤(CCNBD)模型的模具。
[0004]因此能方便且精確制作帶有貫穿裂隙類巖石巴西圓盤(CCNBD)模型的模具，對類比研究含裂隙貫穿裂隙的實體巖石材料斷裂破壞特性和斷裂韌度的測定具有重要意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種能制作含有較為精確形狀和尺寸貫穿裂隙類巖石巴西圓盤(CCNBD)模型的模具，能有效解決實體巖石材料受切割技術(shù)的限制，無法在滿足精度的前提下，制成含規(guī)定尺寸貫穿裂隙的巴西圓盤試樣，用于類比研究含貫穿裂隙實體巖石材料的破裂機(jī)理、裂紋尺寸效應(yīng)以及斷裂韌度的測定。
[0006]本實用新型的目的是這樣來實現(xiàn)的:
[0007]本實用新型為一種用于制作帶貫穿裂隙類巖石巴西圓盤模型的模具，該模具采用模塊化設(shè)計，包括定形模塊，設(shè)置在定形模塊頂部的頂蓋板模塊，以及用于連接定形模塊和頂蓋模塊的預(yù)制裂紋鋼片。定形模塊由兩個內(nèi)腔為半圓柱形的側(cè)模組成，側(cè)模底部有底板，左右定形模塊與頂蓋板模塊拼裝形成圓柱形空腔，左右定型模塊上分別有三個耳凸，上下耳凸設(shè)有橫向螺母孔，左右耳凸設(shè)有豎向螺母孔。將左右定型模塊拼接后用螺母栓固上下耳凸。將頂蓋板模塊蓋在栓固好的定型模塊上，左右耳凸設(shè)有豎向螺母孔洞，并用螺母栓固左右耳凸。
[0008]頂蓋板模塊上設(shè)置有貫穿的倒料孔、裂紋鋼片安裝縫和用于栓固的左右耳凸，安裝縫中可插入預(yù)制裂隙鋼片。
[0009]預(yù)制裂隙鋼片由預(yù)制裂隙段和嵌合段組成，嵌合段的厚度與裂紋鋼片安裝縫的厚度一致，其長度大于頂蓋板模塊的厚度，預(yù)制裂隙段的厚度可變，其長度等于巴西圓盤的厚度。
[0010]上述預(yù)制裂隙鋼片的形狀為等厚薄片。
[0011 ]本實用新型的優(yōu)點和積極效果在于:
[0012]制作帶貫穿裂隙類巖石巴西圓盤模型的模具采用模塊化設(shè)計，通過將各模塊拼裝、填料、插入預(yù)制裂隙鋼片、拆模和養(yǎng)護(hù)模型，即可獲得所需要的含貫穿裂隙類巖石巴西圓盤模型，操作簡便，解決了目前巖石材料受切割技術(shù)的限制，無法獲得含高精度特定形狀尺寸裂隙的試樣模型的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型組裝后的三維立體圖。
[0014]圖2為圖1的橫向剖視圖。
[0015]圖3為圖1的豎向剖視圖。
[0016]圖4為左右定型模塊俯視圖。
[0017]圖5為左右定型模塊正視圖。
[0018]圖6為左右定型模塊左視圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合圖1-6對本實用新型【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0020]1.首先將各個模塊用潤滑油涂抹表面。
[0021]2.按照一定的順序組裝并用栓固裝置固定，拼裝順序為:將左右兩個定形模塊1、2拼接，使得上下耳凸1-1、2-1的橫向螺母孔位分別對齊2-3與1-3對齊，并用外六角螺絲5沿橫向螺母孔將定型模塊栓固。
[0022]3.將頂蓋板模塊蓋在已經(jīng)栓固好的定型模塊上，并使左右耳凸3-3的豎向螺母孔位分別對齊，即1-4、2-4分別與3-3對齊，再用外六角螺絲4沿豎向螺母孔位將頂蓋板模塊固定在定型模塊上，使得內(nèi)部為一圓柱形空腔7。
[0023]4.將調(diào)配好的類巖石材料通過頂蓋板模塊上的倒料口 3-2倒入模具形成的圓柱形空腔中7，并振動密實。
[0024]5.將預(yù)制裂隙鋼片6的預(yù)制裂隙段6-2沿裂紋鋼片安裝縫3-1插入，直至接觸底板1-5、2-5，并且嵌合段6-1嵌固在裂紋鋼片安裝縫中。
[0025]6.將類巖石巴西圓盤模型在常溫下養(yǎng)護(hù)24h后，拆除模具，并繼續(xù)將類巖石模型試件在常溫水中養(yǎng)護(hù)28d，即可得到帶較高精度貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤試樣。
【主權(quán)項】
1.一種用于制作帶貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤模型的模具，其特征在于:該模具采用模塊化設(shè)計，包括定形模塊，設(shè)置在所述定形模塊頂部的頂蓋板模塊(3)，以及用于連接所述定形模塊和頂蓋模塊的預(yù)制裂紋鋼片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制作帶貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤模型的模具，其特征在于:定形模塊由兩個內(nèi)腔為半圓柱形的側(cè)模(1、2)組成，側(cè)模底部有底板(1-5、2-5)，側(cè)模上設(shè)置有三個耳凸(1-1、1-2、2-1、2-2)，上下耳凸(1-1、2-1)設(shè)置有橫向螺母孔洞，用于將定型模塊栓固，左右耳凸(1-2、2-2)設(shè)有豎向螺母孔洞，用于栓固頂蓋板模塊(3)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制作帶貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤模型的模具，其特征在于:頂蓋板模塊上設(shè)置有貫穿的倒料孔(3-2)、裂紋鋼片安裝縫(3-1)和用于栓固的左右耳凸(3-3)，安裝縫(3-1)中可插入預(yù)制裂隙鋼片(6)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制作帶貫穿裂隙的類巖石巴西圓盤模型的模具，其特征在于:預(yù)制裂隙鋼片(6)由預(yù)制裂隙段(6-2)和嵌合段(6-1)組成，嵌合段(6-1)的厚度與裂紋鋼片安裝縫的厚度一致，其長度大于頂蓋板模塊的厚度，預(yù)制裂隙段(6-2)的厚度可變，其長度等于巴西圓盤的厚度。
【文檔編號】G01N1/28GK205665072SQ201620498338
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】陳東祖, 向方軍, 李部, 范濤
【申請人】成都理工大學(xué)