详情

原文传递一种制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置及方法

专利名称：	一种制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置及方法
摘要：	本发明属于岩石力学领域，提供了一种制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置及方法。一种制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，包括：底座、连通率切割控制组件、端面裂隙倾角切割控制组件。底座带有T字形滑槽并刻有刻度尺；连通率切割控制组件为机械式升降装置；连通率切割控制组件与底座滑动连接；端面裂隙倾角切割控制组件包括裂隙倾角切割控制组件和待切割完整岩石固定组件；端面裂隙倾角切割控制组件与连通率切割控制组件固定连接。本发明装置和方法可通过调整装置组件来满足不同裂隙位置、不同裂隙倾角和不同连通率的岩样制取，提高了裂隙原岩岩样的制备精度，具有结构独特，构造合理，操作方便，经久耐用等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	安徽理工大学
发明人：	苏晴晴;马芹永;马冬冬;黄坤
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910526481.2
公开号：	CN110095328A
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	230031 安徽省淮南市山南新区泰丰大街168号
主权项：	1.一种制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，包括：底座、连通率控制组件、裂隙倾角控制组件。其中底座，包括底座主体1、底座螺栓定位孔2、T字形滑槽3、1号刻度尺4；连通率控制组件，包括下连接槽5、2号刻度尺6、连接槽螺栓定位孔7、连接槽定位螺栓8、下升降臂9、上升降臂10、升降臂连接轴11、上升降臂连接杆12、丝杆转进柄13、丝杆14、上连接槽15、上连接轴16、下连接轴17，距离指示针19；裂隙倾角控制组件包括裂隙倾角控制组件和待切割完整岩石固定组件；裂隙倾角控制组件，包括固定架18、紧固连接螺栓20、角度指示针21、角度旋转组件；所述角度旋转组件包括角度指示盘22、量角器23、连接台24；待切割完整岩石固定组件包括固定槽25、紧固夹持螺栓26、环形固定组件；所述环形固定组件包括下部固定件27、上部固定件28、紧固螺栓29。所述连通率控制组件通过所述T字形滑槽、所述连接槽螺栓定位孔6、所述连接槽定位螺栓7和所述底座滑动连接；所述裂隙倾角控制组件通过所述上连接槽15、所述固定架7和所述连通率控制组件固定连接；所述固定槽25与裂隙倾角控制组件固定连接。所述下升降臂9、所述下升降臂10与所述下连接槽5、所述上连接槽15分别通过所述下连接轴17、所述上连接轴16铰接，所述下升降臂9与所述下升降臂10通过所述升降臂连接轴11铰接，所述丝杆转进柄13和所述丝杆14固定连接，所述丝杆14与所述升降臂连接轴11为铰制孔螺栓式连接，所述距离指示针19与所述固定架18固定连接。所述连接台24与所述角度指示盘22固定连接，所述角度旋转组件与所述固定架18通过所述紧固连接螺栓20可拆卸式紧固连接，所述固定槽25与所述角度旋转组件固定连接，所述下部固定件27与所述上部固定件28可通过所述紧固螺栓29连接。 2.根据权利要求1所述的制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，其特征在于，所述底座带有所述T字形滑槽3并刻有所述1号刻度尺4，所述T字形滑槽为所述连通率控制组件提供滑移轨道和固定受力平台，配合所述1号刻度尺4能够精确示出所述连通率控制组件的滑移距离，为精确切割不同部位的裂隙提供基础。 3.根据权利要求1所述的制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，其特征在于，所述连通率控制组件为一种机械式升降式装置，具有结构简单、受力稳定、省力等优点，通过旋转所述丝杆转进柄13能够控制所述裂隙倾角控制组件的升降高度，配合所述距离指示针19，2号刻度尺6能够精确示出所述裂隙倾角控制组件升降高度，为精确切割制取不同连通率的裂隙岩样提供基础。 4.根据权利要求1所述的制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，其特征在于，所述角度旋转组件的角度旋转范围为0°～90°；所述固定架18的一端固定连接有所述角度指示针21；所述角度指示盘21为标准的半圆形并刻有所述量角器23，配合所述角度指示针21能够准确示出所述角度旋转组件的旋转角度，为切割制取不同端面倾角的裂隙岩样提供基础；优选的，所述量角器22的刻度由两个0°～90°的刻度组成且呈对称分布；所述角度指示盘22和所述角度指示针21的个数均为两个且呈对称分布。 5.根据权利要求1所述的制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，其特征在于，所述下部固定件27和所述上部固定件28均为可替换部件且配套使用，可根据不同待切割岩石试件的直径更换不同尺寸的所述下部固定件27和所述上部固定组件28，以达到切割不同直径的岩石试件的目的。 6.根据权利要求1所述的制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，其特征在于，所述固定槽25的内边宽度与所述下部固定件27的宽度相等，将所述下部固定件27插入所述固定槽25即可达到辅助固定所述下部固定件27的目的；所述固定槽25的深度与所述下部固定件27的半圆面至底面的最小高度相等，以保证待切割完整岩石试件的平稳放置，为牢固固定待切割完整岩石试件提供基础。 7.根据权利要求1所述的制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置，其特征在于，所述固定槽25的长度大于所述下部固定件27的长度，以满足固定不同尺寸的所述下部固定件27的要求；所述紧固夹持螺栓26可夹持紧固不同尺寸的所述下部固定件27；结合权利要求5和权利要求6可达到牢固固定待切割完整岩石试件的目的。 8.一种制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的方法，包括以下步骤：第一步，固定装置和选取合适尺寸的环形固定组件。利用紧固螺栓定位孔2将一种用于制取不同裂隙倾角和连通率岩石试件的装置固定于切割机的底座上；根据待切割岩石试件的尺寸选取合适尺寸的环形固定组件，例如待切割岩石试件的尺寸为Φ50mm×H50mm，则环形固定件的外径应为50mm。第二步，固定环形固定组件。将选取的环形固定组件插入固定槽25，分别旋进紧固夹持螺栓26，利用紧固夹持螺栓26和固定槽25将环形固定组件牢固固定。第三步，固定待切割岩石试件。旋松紧固螺栓29，将待切割岩石试件放在上部固定件28和下部固定件27之间，根据所要制取的裂隙不同位置确定待切割岩石试件在上部固定件28和下部固定件27两侧露出的长度；例如，制作端面对称裂隙时，应使待切割岩石试件在上部固定件28和下部固定件27两侧露出的长度相等；而制作端面非对称裂隙或仅在待切割岩石试件的一侧制取裂隙时，应根据此时所要制取的裂隙位置确定待切割岩石试件在上部固定件28和下部固定件27两侧露出的长度；确定好待切割岩石试件在上部固定件28和下部固定件27两侧露出的长度后，旋紧紧固螺栓29牢固固定待切割岩石试件。第四步，调整切割位置。转动角度旋转组件使角度指示针21指至量角器23上所示的0°刻度线后，旋紧紧固连接螺栓20，使角度旋转组件固定在固定架18上。旋松连接槽定位螺栓7，滑动连通率控制组件，根据所要制取的裂隙位置确定连通率控制组件的滑移距离，滑移距离可通过1号刻度尺4精确示出。第五步，调整角度旋转组件的角度。转动角度旋转组件使角度指示针21指至量角器23上所示的某一角度，例如转动角度旋转组件使角度指示针21指至量角器23上所示的30°后，旋紧紧固连接螺栓20，使角度旋转组件固定在固定架18上，此时的角度即为切割后裂隙的倾角。第六步，调整连通率控制组件。不同连通率的切割通过控制裂隙切割深度实现，根据不同的连通率，旋进丝杆转进柄13使裂隙倾角控制组件上升至切割刀盘在待切割岩石试件中的切割深度满足连通率要求的高度，该高度可由2号刻度尺和距离指示针精确控制。第七步，切割完整岩样。启动切割机，刀盘高速转动，因刀盘始终在连接台上方且垂直于地面沿固定路径切割，连通率控制组件和裂隙倾角控制组件能够牢固固定并切割不同直径的待切割完整岩石试件，且可以实现不同裂隙倾角和不同连通率的精确切割，切割后的裂隙具有不同的连通率且与岩样横截面呈一定角度，例如30°。重复上述步骤，即可实现不同尺寸、不同裂隙倾角、不同裂隙位置和不同连通率岩石试件的制取。 9.一种使用权利要求1-8中任何一项所述的制取不同裂隙位置、倾角和连通率岩石试件的装置制备得到的岩石试件，其特征在于，所述的制备得到的岩石试件具有不同的裂隙位置、不同的裂隙倾角、不同的连通率和不同的长径比。
所属类别：	发明专利