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一种用于制作任意表面结构面的模具

阅读：398发布：2024-02-13

专利汇可以提供一种用于制作任意表面结构面的模具专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种用于制作任意表面结构面的模具，包括两第一主板和两第二主板，两第一主板和两第二主板构成可活动的矩形框架，所述矩形框架中设有多根模型针，所述模型针排列为矩形阵，模型针行列位置固定，竖直方向可上下移动；将该模具放在合适尺寸的原岩结构面上，所述模型针下落至原岩结构面表面并锁紧，所述模型针顶部构造成几乎等于原始结构面的表面，按比例将砂、水泥、水和减水剂等材料倒入该模具顶端变可制备样品。本发明的本模具结构简单，操作方便，能解决岩石结构面现场取样困难，试验样本少，试验周期长，成本高等问题。，下面是一种用于制作任意表面结构面的模具专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:包括两第一主板和两第二主板，每一所述第一主板上两侧各设有一竖直连接槽，所述第一主板上还设有相互平行且等距排列的多个第一纵向槽，所有第一纵向槽均设置于两所述竖直连接槽的内侧，所有所述第二主板上设有相互平行且等距排列的多个第二纵向槽，每一所述第二主板两端分别穿过两所述第一主板的两所述竖直连接槽，且两所述第一主板和两所述第二主板围成矩形框架，每一所述第一纵向槽和所有第二纵向槽平行且在竖直方向错开，两所述第一主板之间设有多根第一扭杆，每一所述第一扭杆两端分别贯穿一所述第一主板且设有第一紧固件，所述矩形框架内竖直布满矩形条状模型针，所述模型针上部设有上穿孔、下部设有下穿孔，所述上穿孔和所述下穿孔垂直，所有模型针矩阵排列，且每一行所述模型针上孔均对齐，每一列所述模型针的下孔均对齐，所述矩形框架内设有多个第一连杆和多个第二连杆，每一所述第一连杆两端分别穿过一所述第一主板上的一所述第一纵向槽，且该第一连杆中部穿过一行所述模型针的上孔，每一所述第二连杆两端分别穿过一所述第二主板上的一所述第二纵向槽，且该第二连杆中部穿过一列所述模型针的下孔，所述第一紧固件用于锁紧或松动两所述第一主板，从而使每一所述模型针可在竖直方向活动，用于模拟结构面。
2.根据权利要求1所述的一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:每一所述第一主板下侧设有一水平安装槽，所述矩形框架底部设有一插板，所述插板两端分别穿过两所述水平安装槽，所述插板可沿着两所述水平安装槽移动。
3.根据权利要求1所述的一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:两所述第二主板之间设有多根第二扭杆，每一所述第二扭杆两端分别贯穿一所述第二主板且设有第二紧固件，所述第二扭杆用于固定两第二主板。
4.根据权利要求3所述的一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:所述第一扭杆和第二扭杆两端均设有外螺纹，所述第一紧固件和第二紧固件为均翼形螺母。
5.根据权利要求1所述的一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:所述模型针下端设有尖端部，所述尖端为棱锥。
6.根据权利要求1所述的一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:所述第一主板和所述第二主板均为金属材质的矩形板。
7.根据权利要求1所述的一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:所述第一连杆和第二连杆均为横截面是正方形的长方体杆。

说明书全文

一种用于制作任意表面结构面的模具

技术领域

[0001] 本发明涉及在岩石力学试验领域，尤其涉及一种用于制作任意表面结构面的模具。

背景技术

[0002] 结构面造成了许多岩质边坡滑坡灾害。岩石结构面是岩体内存在的不同成因和不同特性的地质界面，包括物质分异面和不连续面等。由于基岩的性质，目前的问题是传统剪切试验中使用的方法不能完全再现这种实际岩石结构的特征。因此，对岩体中结构面的研究是解决岩质边坡稳定性难题的关键。

[0003] 直剪试验是获取结构面抗剪强度参数的重要方法，通过直剪试验取得结构面的力学参数，为工程设计提供依据。在传统的直剪试验中，基于Morh-Coloumb理论，需要超过四个相似的原岩结构面来获得总剪切强度参数和有效剪切强度参数。然而，在现场采取回高度相似的样品是非常困难和不准确的，会导致测试结果中存在较大误差。且原岩结构面的试验是破坏性试验，破坏后便无法修复或重复使用。

[0004] 同时采用原岩结构面存在多种不足：(1)由于交通不便，成本高，实验周期长，对原岩结构面进行取样很难满足工程要求。(2)由于原岩结构面的上下盘在运输，搬运，切割和凝固过程中可能导致的原岩结构表面的破裂，而结构面表面形态是影响抗剪强度的重要因素，上下盘咬合度差，会对试验结果造成较大误差。(3)现场很难找到一样的岩体的结构面试样，每个原岩结构面只能进行一次破坏性试验，不能进行多次试验。(4)对于具有突出岩石稳定性的泥岩等软岩，由于岩石的性质，不能在现场获得，只能在室内进行物理模型测试的研究。

发明内容

[0005] 为了解决岩石结构面现场取样困难，试验样本少，试验周期长，成本高等问题，进一步简化操作，本发明提供了一种用于制作任意表面结构面的模具，其特征在于:包括两第一主板和两第二主板，每一所述第一主板上两侧各设有一竖直连接槽，所述第一主板上还设有相互平行且等距排列的多个第一纵向槽，所有第一纵向槽均设置于两所述竖直连接槽的内侧，所述第二主板上设有相互平行且等距排列的多个第二纵向槽，每一所述第二主板两端分别穿过两所述第一主板的两所述竖直连接槽，且两所述第一主板和两所述第二主板围成矩形框架，每一所述第一纵向槽和所有第二纵向槽平行且在竖直方向错开，两所述第一主板之间设有多根第一扭杆，每一所述第一扭杆两端分别贯穿一所述第一主板且设有第一紧固件，所述矩形框架内竖直布满矩形条状模型针，所述模型针上部设有上穿孔、下部设有下穿孔，所述上穿孔和所述下穿孔垂直，所有模型针矩阵排列，且每一行所述模型针上孔均对齐，每一列所述模型针的下孔均对齐，所述矩形框架内设有多个第一连杆和多个第二连杆，每一所述第一连杆两端分别穿过一所述第一主板上的一所述第一纵向槽，且该第一连杆中部穿过一行所述模型针的上孔，每一所述第二连杆两端分别穿过一所述第二主板上的一所述第二纵向槽，且该第二连杆中部穿过一列所述模型针的下孔，所述第一紧固件用于锁紧或松动两所述第一主板，从而使每一所述模型针可在竖直方向活动，用于模拟结构面。

[0006] 进一步地，每一所述第一主板下侧设有一水平安装槽，所述矩形框架底部设有一插板，所述插板两端分别穿过两所述水平安装槽，所述插板可沿着两所述水平安装槽移动。

[0007] 进一步地，两所述第二主板之间设有多根第二扭杆，每一所述第二扭杆两端分别贯穿一所述第二主板且设有第二紧固件，所述第二扭杆用于固定两第二主板。

[0008] 进一步地，所述第一扭杆和第二扭杆两端均设有外螺纹，所述第一紧固件和第二紧固件为均翼形螺母。

[0009] 进一步地，所述模型针下端设有尖端部，所述尖端部为棱锥。

[0010] 进一步地，所述第一主板和所述第二主板均为金属材质的矩形板。

[0011] 进一步地，所述第一连杆和第二连杆均为横截面是正方形的长方体杆。

[0012] 本发明的有益效果是，本发明一种用于制作任意表面结构面的模具的矩形框架内充满模型针，模型针能上下移动，模型针下端部接触原岩表面，模型针上端面可模型针模拟各种岩层表面形态，满足制备试验所需的岩石结构面样品的要求，所述模具各个部分均为可采拆卸结构，组装容易，便于携带，并且具有结构简单，制造低成本，易于使用的优点。附图说明

[0013] 图1为本发明一种用于制作任意表面结构面的模具整体结构示意图。

[0014] 图2为图1中第一主板1的结构示意图。

[0015] 图3为图1中第二主板2的结构示意图。

[0016] 图4为图1中第一扭杆8的结构示意图。

[0017] 图5为图1中翼形螺母9的结构示意图。

[0018] 图6为图1中插板5的结构示意图。

[0019] 图7为图1中模型针3的结构示意图。

[0020] 图8为图1中第一连杆4的结构示意图。

[0021] 图中：1-第一主板，2-第二主板，3-模型针，4-第一连杆，5-插板，6-水平安装槽，7-第一纵向槽，8-第一扭杆，9-翼形螺母，10-竖直连接槽，11-第二扭杆，12-第二纵向槽，13-上穿孔，14-下穿孔，15-尖端部，16-第二连杆。

具体实施方式

[0022] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

[0023] 如图1所示，一种用于制作任意表面结构面的模具，包括：两第一主板1和两第二主板2，所述第一主板1和所述第二主板2均为金属材质的矩形板。

[0024] 如图2所示，每一所述第一主板1上两侧各设有一竖直连接槽10，所述第一主板1上还设有相互平行且等距排列的多个第一纵向槽7，所有第一纵向槽7均设置于两所述竖直连接槽10的内侧，每一所述第一主板下侧均还设有一水平安装槽6，所述水平安装槽6和所述竖直连接槽10垂直。

[0025] 如图3所示，所述第二主板2上设有相互平行且等距排列的多个第二纵向槽12，每一所述第二主板2两端分别穿过两所述第一主板1的两所述竖直连接槽10，且两所述第一主板1和两所述第二主板2围成矩形框架，每一所述第一纵向槽7和所有第二纵向连接槽12平行且在竖直方向错开。

[0026] 如图4和图5所述，两所述第一主板1之间设有多根第一扭杆8，每一所述第一扭杆8两端分别贯穿一所述第一主板1且设有第一紧固件，所述第一紧固件用于紧固或松动两所述第一主板，两所述第二主板2之间设有多根第二扭杆11，每一所述第二扭杆11两端分别贯穿一所述第二主板2且设有第二紧固件，所述第二扭杆11用于固定两第二主板2，本实施例中所述第一扭杆8和第二扭杆11两端均设有外螺纹，所述第一紧固件和所述第二紧固件均为翼形螺母9，所述翼形螺母9套设在所述第一扭杆8和第二扭杆11两端上并与外螺纹配合。

[0027] 如图6所示，所述矩形框架底部设有插板5，所述插板5为矩形板，所述插板5穿过两端分别穿过两第一主板1上所述水平安装槽6，所述插板可沿着两所述水平安装槽6移动。

[0028] 如图7和图8所示，所述矩形框架内竖直布满矩形条状模型针3，所有模型针3承载在所述插板5上，所述模型针3上部设有上穿孔13、下部设有下穿孔14，所述上穿孔13和所述下穿孔14均为矩形通孔，所述模型针下端设有15尖端部，所述尖端部15为棱锥，所述上穿孔13和所述下穿孔14垂直，所有模型针3矩阵排列，且每一行所述模型针3的上孔均13对齐，每一列所述模型针的下孔均14对齐，所述矩形框架内设有多个第一连杆4和多个第二连杆16，每一所述第一连杆4两端分别穿过一所述第一主板上1的一所述第一纵向槽7，且该第一连杆4中部穿过一行所述模型针3的上穿孔13，每一所述第二连杆16两端分别穿过一所述第二主板2上的一所述第二纵向槽12，且该第二连杆16中部穿过一列所述模型针3的下穿孔14，所述第一连杆4和所述第二连杆16均为横截面是正方形的长方体杆，所述第一连杆4可在所述上穿孔13中上下移动，所述第二连杆16可在所述下穿孔14中上下移动。

[0029] 当抽出插板5，并松开第一扭杆8两端翼形螺9时，每一所述模型针3可在竖直方向上下位置移动，模拟结构面，当锁紧第一扭杆8两端翼形螺母9，两第一主板1相互靠近，并压紧矩形框中所述模型针3，所有模型针3在两所述第一主板1压紧作用下，上下位置锁紧，所有模型针3上端面形成与模型针3下端尖端部接触的结构面几乎相同的模拟面。

[0030] 本发明一种用于制作任意表面结构面的模具的使用步骤具体如下：

[0031] 1)将装置放在合适尺寸的原岩结构面上，松开所述翼型螺母9，抽出所述插板5，所述模型针3下落至原岩结构面上，直到所用模型针3都与结构面完全接触后，再次拧紧所述翼型螺母9，所有模型针3顶端的表面构造面几乎等于原始结构面。

[0032] 2)对本发明模具顶部涂脱模剂处理。

[0033] 3)按设定比例称量砂，水泥，水，硅粉和减水剂，并将称重的原料倒入搅拌器中进行搅拌。均匀搅拌后，将混合材料分层倒在本发明模具顶部并使其固化20至30天，以便保存样品。然后，将样品和模具倒置，取掉模具，在根据样品制作其下盘结构，从而获得具有类似于原岩结构面特征的模拟岩石结构面。

[0034] 4)根据材料的混合比例，可以重复上述过程，可以得到具有相同表面形状的模拟岩石结构面。

[0035] 7)根据得到的样品，可以进行各种岩石动力学试验。

[0036] 在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

[0037] 在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

[0038] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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