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原文传递一种人工标准层状岩样的制作装置及制作方法

专利名称：	一种人工标准层状岩样的制作装置及制作方法
摘要：	一种人工标准层状岩样的制作装置及制作方法，制作装置包括支撑系统、模具、浇筑器及振捣器，模具设置在支撑系统上面；模具外形呈立方体内腔呈圆柱形空心结构。浇筑器浇筑的a材料：质量比水泥：砂：水=2:1:0.:75混合而成；b材料：质量比水泥：砂：石灰：水=1:2:0.25:0.8混合而成。本发明可实现不同层状倾角的标准岩样的制作，在制作过程中侧壁的刻度设置实现了分层厚度可控，并且每层浇筑后均可进行表面振捣，保证了浇筑的均匀性，取样方便，可有效避免传统钻样过程中对岩样的损坏，有效的保证了制样的成功率。
专利类型：	发明专利
申请人：	山西大学
发明人：	冀慧;张涛
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T07:00:00+0805
申请号：	CN201911285254.1
公开号：	CN110967235A
代理机构：	太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人：	王思俊
分类号：	G01N1/28;G01N1/36;G;G01;G01N;G01N1;G01N1/28;G01N1/36
申请人地址：	030006 山西省太原市小店区坞城路92号
主权项：	1.一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征在于：包括支撑系统、模具、浇筑器及振捣器；模具设置在支撑系统上面；所述模具外形为立方体、内腔为圆柱形的中空结构，立方体的底面边长为60mm，中空内腔的直径为50mm；所述模具包括前壁、后壁、左壁、右壁、顶盖、底盖，左壁及对面的右壁高度均为115mm，前壁及对面的后壁高度均为105mm；左壁、右壁底边均长于前壁、后壁底边5mm，并在底部内侧形成深度是3mm、宽度为3mm、长度为60mm的长方形底部凹槽，左壁、右壁顶边均长于前壁、后壁顶边5mm，并在内侧顶部形成深度是3mm、宽度为3mm、长度为60mm的长方形顶部凹槽；所述底盖、顶盖均为厚度是3mm、宽度是55、长度是60的长方形，所述底盖嵌入底部凹槽并可沿底部凹槽滑移，所述顶盖嵌入顶部凹槽并可沿顶部凹槽滑移；所述前壁由局部滑动面和两个固定面组成，两个固定面中与局部滑动面相邻的边设置宽度是3mm、深度是3mm、长度是105mm的滑槽，局部滑动面且与固定面相邻的两个边设置厚度是3mm、宽度是3mm、长度的105mm的凸出卡条，凸出卡条与滑槽配合使所述局部滑动面与两边的固定面实现相对滑动；所述浇筑器由注射针筒及引导管组成，所述引导管一端与所述注射器出口相连；所述振捣器包括振动马达、连接杆及振动头，所述连接杆一端与所述振动马达输出轴连接，连接杆另一端与所述振动头通过螺栓连接，且振动头角度可调节实现多角度的固定。 2.根据权利要求1所述的一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征是：所述支撑系统具有两个倾斜面，目的是使模具倾斜。 3.根据权利要求1所述的一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征是：所述支撑系统包括位于底部的支座台、垫块、支撑片，所述支座台顶部设置有凹口，垫块底部设有与凹口配套的凸块，凸块嵌入凹口内，支撑片设置在垫块与模具之间。 4.根据权利要求3所述的一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征是：所述支撑片包括A支撑片、B支撑片；A支撑片、B支撑片与支撑台铰接于同一位置。 5.根据权利要求3所述的一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征是：所述垫块分别为30°、45°、60°、75°的直角三角块体，4个垫块中有一条直角边等长，所述等长直角边端部有凸块。 6.根据权利要求3所述的一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征是：所述支座台、支撑片及垫块均为有机玻璃材质，所述支座台为高度为100mm、长度为150mm、宽度为60mm长方体；所述模具为无色透明有机玻璃材质，侧表面标有分度值为5mm的刻度线。 7.根据权利要求1所述的一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征是：所述浇筑器根据浇筑层厚度选择不同规格的注射针筒，注射针筒为30ml-150ml，所述导管与所述注射针筒出口相匹配，所述导管为软质塑料导管。 8.根据权利要求1所述的一种人工标准层状岩样的制作装置，其特征是：所述振捣器的振动马达为DDYS01SKS磁悬浮声波振动马达，连接杆为直径5mmd的钢杆，连接杆一端与振动马达输出轴通过螺母丝扣连接，连接杆另一端有连接孔且与所述振动头螺栓连接，调节振动头角度可实现不同角度的固定连接，所述振动头为304不锈钢材质，厚度为3mm钢板，所述振动头为直径30mm的圆片或为宽度是10mm、长度为30mm的长方形片，振动头顶部焊接有长度是20mm、宽度是20mm、厚度是10mm的304不锈钢连接块，振动头的连接孔与所述连接杆端部连接孔螺栓连接。 9.一种人工标准层状岩样的制作方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：a材料：质量比水泥：砂：水=2:1:0.:75混合而成；b材料：质量比水泥：砂：石灰：水=1:2:0.25:0.8混合而成；水泥为42.5普通硅酸盐水泥，砂过孔径是1.18mm筛子，取用粒径<1.18mm的砂子；步骤二：将权利要求1所述的模具内腔、局部滑动片侧边及顶盖内壁、底盖内壁涂抹润滑油，局部滑动片所在面朝上放置于所述A支撑片、B支撑片上面；步骤三：将a材料灌入权利要求1所述的注射筒，调整模具顶面位置及局部滑动片位置，根据四壁刻度值，将顶面及局部滑动片移动到预计浇筑厚度所在位置，挤压注射筒，移动所述导管出口，进行S形浇筑，直至整个平面到达预定浇筑厚度处；步骤四：取出导管，调节权利要求1所述的振捣器相连的振动头的角度，使振动头与浇筑平面能平行接触，打开所述振动马达，对浇筑的材料进行表面振捣；步骤五：将b材料注入注射筒，重复步骤四及步骤五，根据所需模拟层状岩石的破碎情况，可对振动后的浇筑面进行人工破损；步骤六：循环步骤四~六，完成整个岩体的分层浇筑，过程中注意调节所述顶盖及所述局部滑动片的位置；步骤七：浇筑完成后，按照浇筑角度放入养护箱养护24h,进行脱模；继续养护至规定龄期；打磨岩样表面及两个端面，保证岩样满足规定尺寸及平整性。 10.一种人工标准层状岩样的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：a材料：质量比水泥：砂：水=2:1:0.:75混合而成；b材料：质量比水泥：砂：石灰：水=1:2:0.25:0.8混合而成；水泥为42.5普通硅酸盐水泥，砂过孔径是1.18mm筛子，取用粒径<1.18mm的砂子；步骤二：根据层理角度，将垫块分别放置于所述AB支撑片下侧，将所述垫块上的凸块与所述支座台凹口对应嵌固连接；步骤三：将权利要求1所述的模具内腔、局部滑动片侧边及顶盖内壁、底盖内壁涂抹润滑油，局部滑动片所在面朝上放置于所述A支撑片、B支撑片上面；步骤四：将a材料灌入权利要求1所述的注射筒，调整模具顶面位置及局部滑动片位置，根据四壁刻度值，将顶面及局部滑动片移动到预计浇筑厚度所在位置，挤压注射筒，移动所述导管出口，进行S形浇筑，直至整个平面到达预定浇筑厚度处；步骤五：取出导管，调节权利要求1所述的振捣器相连的振动头的角度，使振动头与浇筑平面能平行接触，打开所述振动马达，对浇筑的材料进行表面振捣；步骤六：将b材料注入注射筒，重复步骤四及步骤五，根据所需模拟层状岩石的破碎情况，可对振动后的浇筑面进行人工破损；步骤七：循环步骤四~六，完成整个岩体的分层浇筑，过程中注意调节所述顶盖及所述局部滑动片的位置；步骤八：浇筑完成后，按照浇筑角度放入养护箱养护24h,进行脱模；继续养护至规定龄期；打磨岩样表面及两个端面，保证岩样满足规定尺寸及平整性。
所属类别：	发明专利