专利名称：用于岩石力学领域的类岩石试件模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于真三维地质力学模型砌筑模块预制的尺寸自适应调节模具装置，具体是一种用于岩石力学领域的类岩石试件模具。
背景技术：
在岩石力学领域，无论是大型地质力学模型的砌筑，还是相似材料的力学参数测试，以及类岩石材料如陶瓷、石膏模型的制备等，都需要制备尺寸不一、型号各异的相似材料试件。由于需要制备试件的尺寸繁杂，往往需要制备多种型号的模具以进行试件的压制。已有的模具每种型号只能用于制备一种尺寸的试件，造成了资源浪费、且费工费时。为解决该问题，亟需提供一种用于能适应不同尺寸试件制备的多功能模具。相关模具研究现状如下所示
(I)申请号为200510063665. 8的中国专利介绍了一种石英砂环氧制作方法及模具。该模具由侧板、端板、压板和底板构成。该模具尺寸无法调节，无法制备多尺寸试件。(2)申请号为20061004213L I的中国专利介绍了一种用于裂隙岩石试验的类岩石陶瓷材料及其试件制备方法。该模具尺寸无法调节，无法制备多尺寸试件。(4)申请号为200710115110的中国专利介绍了一种脆性材料试件模具，包括侧面板、端面板和底板，侧面板和端面板通过连接件连接，底板上设有防水槽，侧面板和端面板通过防水槽与底板连接。该模具尺寸无法调节，无法制备多尺寸试件。(5)申请号为200710193532. I的中国专利介绍了一种油页岩灰渣人工合成大理石及其制备方法。该模具尺寸无法调节，无法制备多尺寸试件。(6)申请号为200810158523. 3的中国专利介绍了一种用于含裂隙加锚试验的模具。包括底座，端板和侧板。两端板，两侧板之间分别通过与垂直连接杆件垂直连接的水平连接杆件连接。该模具尺寸无法调节，无法制备多尺寸试件。(7)申请号为201110002099. 5的中国专利介绍了一种岩石试样的制作方法。该模具尺寸无法调节，无法制备多尺寸试件。

发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于类岩石试件制备，尤其是可用于地质力学模型砌筑法制作过程预制模块制备的尺寸自适应调节模具装置，其结构简单，操作方便，尺寸可调，量测精确，快速、简便地实现多种尺寸试件的模具。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案
一种用于岩石力学领域的类岩石试件模具，包括底座、中间模框以及上压板，其特征在于所述的中间模框包括四块侧板和四个导向柱，所述的四个导向柱分设在四块侧板上，所述的每块侧板包括内表面、外表面以及四个侧面，所述的导向柱设置在侧板的外表面上，每块侧板的第一侧面位于相邻一个侧板的内表面上。 在每块侧板远离第一侧面的一端设置有一导向板，所述的导向柱穿过所述的导向板。
所述的导向板设置在侧板端头的侧面上。在所述的侧板的第二侧面上设置有标尺，标尺的零点位于第一侧面与第二侧面的交线上。本发明同其他三维模型试验系统相比，具有如下明显优势
1).中间模框各边的尺寸可任意变换，适应了多种规模试件的制备，突破了以往一套加载系统对应一种尺寸试件的弊端，实现了模具的多用途；
2).功能多，既可用于类岩石材料试件制备，又可用于地质力学模型试验的模型砌筑模块预制；
3).调尺装置的设计，方便了拟制备试件的尺寸调节；
4).该发明设计巧妙，装置新颖，结构简单，组装、拆模方便，提高了试件制备效率。


图I为相似材料试件制备的尺寸自适应调节模具装置结构示意 图2为本发明中间模框结构示意 图3为本发明中间模框俯视 图中，I.上压板，2.底座,3.侧板,4.标尺,5.试件,6.导向板,7.导向杆,8.自紧螺栓，
9.螺栓。
具体实施例方式 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图I或2所示，一种用于类岩石试件制备，尤其是可用于地质力学模型砌筑法模块预制的尺寸自适应调节模具，包括自适应中间框体、上压板I、底座2与标尺4构成。自适应框体置于底座2上。上压板I与拟制备试件5的横截面一致。所述尺寸自适应调节模具设置在试验材料外部，调尺置于自适应框体的侧板之上。所述尺寸可调框体为由四块刚性侧板3交错组合而形成上下开口的框体，试件5置于框体内部；尺寸可调框体通过刚性侧板3间的相互滑动实现两个方向的尺寸调节，实现了压制材料试件5的尺寸调整。如当压制较大试件时，使相对的一组侧板相背移动，则此时该组侧板的导向板带动另外一组侧板的导向杆，使第二组侧板随第一组侧板而移动；然后移动第二组侧板使其相背移动，则第一组侧板向外移。当需压制较小尺寸试件时，则分别将两组侧板相向移动。如此调节，实现了多尺寸试件的压制。所述标尺4共分四条，分别设置在尺寸自适应调节模具的四块刚性侧板3的第二侧面上。标尺的零点位于第一侧面与第二侧面的交线上。标尺指针为与该条标尺所在侧板内表面相接触的侧板3的内边线。调整拟压制试件5的尺寸时，将两两相对的各指针分别对准设计尺寸。所述侧板3为5cm厚刚性钢板，两两相邻的侧板3互相接触，侧板3的侧面可沿着与其相邻侧板3的内表面滑动。四块刚性侧板3通过两对正交的导向装置紧密连接。 所述导向装置为侧板侧面设置的导向板6与导向杆7，可使与其垂直的侧板3沿固定方向滑动。导向板6为厚度Icm钢板，中间钻有圆孔，供导向杆7伸缩。导向板6通过螺栓9固定于侧板3的侧面。
所述导向杆7为直径2. 5cm圆杆,一端固定于侧板3中间部位,另一端通过导向板6的圆孔，导向杆7可在导向板3的导向孔内自由伸缩。通过导向杆7限定了侧板3运动方向为平行于其相邻侧板3的方向。所述导向杆7设置有螺纹。导向杆7在导向板6内侧和外侧分别设置有自紧螺栓8，通过自紧螺栓8实施导向杆7位置的固定。由于导向杆7与侧板3固定，导向杆7位置的固定使得侧板3固定，即实现了自适应框体的紧固。 所述侧板3与试件5的接触面及与其他侧板3接触的侧面上均抛光处理，可有效减小侧板3与试件5之间，以及侧板3之间滑动过程的摩擦力。填装试样时
1.组装模具；
2.松动自紧螺栓8;
3.根据拟制备试件5的尺寸，将标尺调整至适当位置；
4.安装底座2；
5.拧紧自紧螺栓8;
6.填装实验材料；
7.安装压板I，进行试件5压制。拆模时
1.松动自紧螺栓8；
2.将四块侧板3依次向外侧，即背离试件5的一侧移动；
3.取下上压板I;
4.将压制好的试件5取出；
5.去掉底座2。
权利要求
1.一种用于岩石力学领域的类岩石试件模具，包括底座、中间模框以及上压板，其特征在于所述的中间模框包括四块侧板和四个导向柱，所述的四个导向柱分设在四块侧板上，所述的每块侧板包括内表面、外表面以及四个侧面，所述的导向柱设置在侧板的外表面上，每块侧板的第一侧面位于相邻一个侧板的内表面上。
2.根据权利要求I所述的用于岩石力学领域的类岩石试件模具，其特征在于在每块侧板远离第一侧面的一端设置有一导向板，所述的导向柱穿过所述的导向板。
3.根据权利要求2所述的用于岩石力学领域的类岩石试件模具，其特征在于所述的导向板设置在侧板端头的侧面上。
4.根据权利要求I或2所述的用于岩石力学领域的类岩石试件模具，其特征在于在所述的侧板的第二侧面上设置有标尺，标尺的零点位于第一侧面与第二侧面的交线上。
全文摘要
本发明公开了一种用于岩石力学领域的类岩石试件模具，包括底座、中间模框以及上压板，其特征在于所述的中间模框包括四块侧板和四个导向柱，所述的四个导向柱分设在四块侧板上，所述的每块侧板包括内表面、外表面以及四个侧面，所述的导向柱设置在侧板的外表面上，每块侧板的第一侧面位于相邻一个侧板的内表面上。本发明通过设置滑动式变尺寸装置，解决了以往相关模具只能用于固定尺寸试件制备的缺陷，实现了变尺寸相似材料试件的压制，有效保证相似材料试件的力学性能。本发明专利可广泛应用于水电、交通、能源、资源、国防等领域地质力学模型试验研究，有效保证了三维地质力学模型实验的高质量进行。
文档编号G01N1/28GK102620967SQ201210097450
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者李术才, 王媛, 陈旭光 申请人:河海大学