技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及用于模擬巖體結(jié)構(gòu)的小塊體模型的精細(xì)快速壓制設(shè)備。

背景技術(shù)

地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)?zāi)軌蚰M巖土工程結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，又能近似模擬巖體斷層等地質(zhì)因素對(duì)工程穩(wěn)定性的影響，其在水利、采礦、隧道等巖石工程設(shè)計(jì)中起到了極其重要的作用并得到了廣泛的應(yīng)用，例如我國的大中型拱壩基本都做過地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)。

根據(jù)模型試驗(yàn)的相似率要求，地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)對(duì)模擬壩體及周圍基礎(chǔ)巖體的相似材料的力學(xué)性質(zhì)有著比較高的要求。清華大學(xué)水利系使用重晶石粉、膨潤土、特制膠水等組成的混合材料制作小塊體模型；再將小塊體模型加工砌筑成相應(yīng)的壩體或巖體結(jié)構(gòu)。

早期小塊體模型的制作方法是將按一定比例混合的重晶石粉、膨潤土、特制膠水的混合料攪拌均勻后在特制模具中澆筑成毛坯，待干燥后再進(jìn)行砌筑加工。但是一個(gè)模型試驗(yàn)往往需要上萬塊甚至十余萬塊小塊體模型，一個(gè)個(gè)小塊體模型澆筑后再干燥工作量浩大，耗時(shí)耗力；同時(shí)，壩體及基礎(chǔ)巖體不同位置的巖體參數(shù)不同，也就是小塊體模型的配比等制作參數(shù)不同；而且小塊體的制作模具形狀、尺寸單一，這些都大大制約了地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的試驗(yàn)進(jìn)度和技術(shù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)中小塊體模型的快速、高效制作問題，縮短小塊體的制作周期，提供了一種模擬巖體結(jié)構(gòu)的小塊體模型壓制設(shè)備。本發(fā)明可以大大加快小塊體模型的制作速度，提高小塊體模型的質(zhì)量，節(jié)省大量的人力、物力；同時(shí)可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)小塊體的尺寸、形狀與高度；為地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的順利進(jìn)行提供保障。

本發(fā)明提出的一種模擬巖體結(jié)構(gòu)的小塊體模型精細(xì)快速壓制設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括框架式底座，固定在框架式底座上的小塊體模具、模具上頂塊、推拉蓋板、壓力杠桿和限程拉桿；其中，小塊體模具和推拉蓋板安裝在框架式底座上表面，模具上頂塊設(shè)置在小塊體模具下部，其上端面插入模擬巖體的小塊體模具的腔體中，限程拉桿置于壓力杠桿一端。

本發(fā)明的有益結(jié)果是：

本設(shè)備可以根據(jù)加入的混合料質(zhì)量的不同制作出不同密度（即不同力學(xué)性質(zhì)）的小塊體模型；同時(shí)，本設(shè)備可以調(diào)節(jié)小塊體模型的尺寸大小、形狀與高度，根據(jù)需要制作出相應(yīng)的小塊體模型。

本設(shè)備不僅大大提高了小塊體模型制作的效率，而且制作出來的小塊體模型尺寸精確，密度分布均勻、準(zhǔn)確，砌筑加工時(shí)也比較方便；在本設(shè)備上手動(dòng)加壓一次成型，無需另外加工。同時(shí)，也減少用水，縮短了晾曬時(shí)間。

設(shè)備使用方便，能夠快速、精細(xì)、高效的壓制在地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)中模擬壩體及巖體基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的小塊體模型，可以大大提高小塊體模型的制作速度和質(zhì)量，降低了模型試驗(yàn)的人力、物力消耗；設(shè)備簡單易行，適應(yīng)于推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的設(shè)備組成的側(cè)剖面示意圖：

圖2為本發(fā)明的設(shè)備俯視圖：

1為框架式底座，11為底座上橫梁，12為底座下橫梁；2為小塊體模具，21為模具的外殼，22為外殼內(nèi)部的鋼模；3為模具上頂塊，31為鐵制頂塊，32為頂桿；4為推拉蓋板，其中41為鐵制蓋板（由鐵質(zhì)蓋板411及輔助拉桿412組成）、42為連桿、43為杠桿（由豎向的支撐桿431與水平向的杠桿432組成）；5為壓力杠桿，其中51為壓力桿件、52為空心圓桿、53為豎向鐵桿、54為固定件；6為限程拉桿，其中61為拉桿、62為復(fù)位彈簧、63為帶孔的鐵制調(diào)節(jié)件、631為豎向帶孔鐵板63的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的一種模擬巖體結(jié)構(gòu)的小塊體模型精細(xì)快速壓制設(shè)備，結(jié)合如附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下：

本發(fā)明的壓制設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示,該設(shè)備包括框架式底座1，固定在框架式底座1上的小塊體模具2、模具上頂塊3、推拉蓋板4、壓力杠桿5和限程拉桿6；其中，小塊體模具2和推拉蓋板4安裝在框架式底座1上表面，模具上頂塊3設(shè)置在小塊體模具2下部，其上端面插入模擬巖體的小塊體模具2的腔體中，限程拉桿6置于壓力杠桿5一端。

本設(shè)備的一種實(shí)施例如圖1、圖2所示，各部件的具體實(shí)施方式分別說明如下：

本實(shí)施例的框架式底座1由槽鋼焊制而成，高約60cm，底部為“工”字型鋼架，尺寸130cm*130cm，使整體設(shè)備在使用時(shí)保持穩(wěn)定性。中部設(shè)置兩層橫梁（上橫梁11和下橫梁12）。