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原文传递一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置及制作方法

专利名称：	一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置及制作方法
摘要：	本发明公开了一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置及制作方法，包括底座、模具、套筒、水平定位装置、钢针、钢针夹紧装置、角度定位装置和锰钢片；其中模具底端位于底座上，顶端安装套筒；套筒上安装水平定位装置；钢针通过钢针夹紧装置设置在水平定位装置上，并且钢针底端通过角度定位装置与锰钢片连接。本发明提供了一种能预制同时含有单、多条裂隙的不同形状、角度、位置及开度的标准类岩石试样预制裂隙制作装置及制作方法，能有效解决实体岩石材料受切割技术的限制，无法在满足精度的前提下，制成含规定要求裂隙的圆柱体标准试件，用于类比研究含裂隙实体岩石材料的破裂机理、裂纹尺寸效应以及断裂韧度的测定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	长沙理工大学
发明人：	史振宁;龙彪;付宏渊;曾铃;戚双星
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910716379.9
公开号：	CN110376039A
代理机构：	北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	姜海荣
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	410114 湖南省长沙市天心区万家丽南路2段960号
主权项：	1.一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，包括底座、模具、套筒、水平定位装置、钢针、钢针夹紧装置、角度定位装置和锰钢片；其中所述模具底端位于所述底座上，顶端安装所述套筒；所述套筒上安装所述水平定位装置；所述钢针通过所述钢针夹紧装置设置在所述水平定位装置上，并且所述钢针底端通过所述角度定位装置与所述锰钢片连接；所述水平定位装置包括横梁和两个支脚，其中一个所述支脚一端与所述横梁端部固定连接，另一端铰接在所述套筒顶面上；另一个所述支脚一端与所述套筒顶面滑动连接，另一端通过滑动件滑动设置在所述横梁上；所述横梁上设置有刻度线，在所述横梁上沿所述刻度线等距开设有多个钢针孔；所述钢针夹紧装置包括夹紧座和夹紧机构，其中所述夹紧座设置在所述横梁上，并且所述夹紧座上开设有座孔，所述夹紧机构安装在所述座孔上；所述钢针依次穿过所述座孔、所述钢针孔伸入所述模具内，并且所述钢针通过所述夹紧机构夹紧固定。 2.根据权利要求1所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述底座的中心开设有底座槽，所述模具为两个钢筒半体，两个所述钢筒半体扣合后，其底部嵌入所述底座槽内。 3.根据权利要求2所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述套筒顶部开设有水平定位装置槽，底部开设有套筒环槽，扣合的两个所述钢筒半体，其顶部嵌入所述套筒环槽内；与所述横梁滑动设置的所述支脚底端滑动设置在所述水平定位装置槽内，与所述横梁固定连接的所述支脚底端铰接在所述水平定位装置槽内。 4.根据权利要求1所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述钢针孔间隔1mm等距排布。 5.根据权利要求1所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述夹紧机构包括固定块、固定块支架、夹紧块、夹紧块支架和蝶形螺栓；其中所述固定块支架和所述夹紧块支架相对设置在所述座孔的边沿上，所述固定块连接在所述固定块支架顶部；所述夹紧块支架顶部设置有与所述蝶形螺栓外螺纹匹配的螺纹孔，所述蝶形螺栓的螺杆旋入所述螺纹孔内，并且螺杆端部与所述夹紧块连接，所述夹紧块与所述固定块相对设置。 6.根据权利要求5所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述固定块为尼龙块，所述夹紧块为金属块，所述金属块与所述蝶形螺栓的螺杆端部焊接固定。 7.根据权利要求1所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述角度定位装置为万向球头节，所述万向球头节包括固定座和球头，所述球头吻合嵌放在带有球形槽的所述固定座中，所述固定座与所述锰钢片点胶连接，所述球头连接在所述钢针的底部，所述固定座与所述球头过盈配合，两者之间存在预紧力。 8.根据权利要求1所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述锰钢片的形状大小以及厚度根据预制裂隙的形状大小及开度确定。 9.根据权利要求1所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作装置，其特征在于，所述滑动件为套环，所述套环连接在所述支脚顶端，并且所述套环滑动套设在所述横梁上。 10.根据权利要求1-9任一项所述的一种标准类岩石试样预制裂隙制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：检查试验各部件是否完好，将两个钢筒半体合拢，然后将两个钢筒半体的组合体底部嵌入所述底座槽内，其顶部嵌入所述套筒环槽内；步骤2：安装水平定位装置，将与所述横梁滑动设置的所述支脚底端滑动设置在所述水平定位装置槽内，与所述横梁固定连接的所述支脚底端铰接在所述水平定位装置槽内；步骤3：确定裂隙位置，转动所述横梁，调整好水平定位装置的水平位置；然后将所述钢针依次穿过所述座孔、所述钢针孔伸入所述模具内，所述钢针底端通过所述角度定位装置与所述锰钢片连接；所述角度定位装置中的所述固定座与所述锰钢片点胶连接，所述球头连接在所述钢针的底部；调整好垂直方向位置后，所述钢针通过所述夹紧机构夹紧固定，通过旋转所述蝶形螺栓，由于螺杆在所述螺纹孔内，并且螺杆端部与所述夹紧块连接，所述夹紧块与所述固定块相对设置且逐渐靠近，直至将所述钢针夹紧；最后通过角度定位装置调整锰钢片与钢针之间的夹角，进而调节锰钢片的空间角度；步骤4：准备好试验所需要的类岩石材料，将类岩石材料按照试验所需要的压实度和含水率进行分层填筑，在填料过程中每当到达预制裂隙位置处，当预制锰钢片一部分嵌入类岩石材料中，割开所述固定座与所述锰钢片连接处的点胶，并松开所述夹紧机构，将所述钢针抽出，然后继续浇筑到下一个预制裂隙位置处，割开所述固定座与所述锰钢片连接处的点胶，并松开所述夹紧机构，将所述钢针抽出，继续浇筑直至完成；步骤5：拆除所述套筒和底座，打开钢筒半体，将完成的试样取出，放入标准恒温恒湿箱中进行养护。
所属类别：	发明专利