一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具及方法與流程

本發(fā)明屬于試樣制作，具體涉及一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具及方法。

背景技術(shù)：

1、水力工程和土木工程中的一些大型基礎(chǔ)設(shè)施，如大壩、隧道等，均是以天然地質(zhì)體為依托，在地質(zhì)體上修建工程體。是地質(zhì)體與工程體的結(jié)合體。這些結(jié)合體在承載外界荷載時(shí)，共同維持整體穩(wěn)定。

2、結(jié)合體的接觸面力學(xué)特性，不僅與單個(gè)體的力學(xué)特性有關(guān)，還更多的是整體組合體共同受力、協(xié)同變形和共同破壞的結(jié)果。

3、目前還沒(méi)有能夠制備巖石-混凝土這種結(jié)合體試樣的模具和方法，更不能使巖石與混凝土接觸面呈現(xiàn)不同角度，因此難以有效、快速地對(duì)以上結(jié)合體開(kāi)展相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具及方法，用于解決上述缺陷。

2、本發(fā)明的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具，包括：

3、兩個(gè)相同的模具單元，分別記為單元a和單元b，單元a和單元b能拼成完整的試樣模具；試樣模具的內(nèi)部設(shè)有空槽，空槽的形狀為圓柱形，設(shè)空槽的軸線(xiàn)沿豎向設(shè)置；單元a和單元b的拼接面沿豎向設(shè)置，且將空槽等分為兩部分；

4、兩個(gè)箍環(huán)，分別套設(shè)在試樣模具的上端和下端外壁，用于使單元a和單元b始終拼成完整的試樣模具；

5、注漿口，開(kāi)設(shè)在試樣模具的上端，用于與空槽連通；

6、注漿管，一端通過(guò)第一固定扣安裝在注漿口，并與空槽連通，另一端處于混凝土漿液中；

7、注漿泵，安裝在注漿管上，用于通過(guò)注漿管向空槽中注入混凝土漿液；

8、注漿閥門(mén)，安裝在注漿管上，用于控制注漿管啟閉；

9、出漿口，開(kāi)設(shè)在試樣模具的上端，用于與空槽連通；

10、出漿管，一端通過(guò)第二固定扣安裝在出漿口，并與空槽連通，另一端處于試樣模具的外部；

11、出漿閥門(mén)，安裝在出漿管上，用于控制出漿管啟閉；

12、振動(dòng)臺(tái)，其臺(tái)面上安裝有卡環(huán)，卡環(huán)與試樣模具下端適配，卡環(huán)套設(shè)在試樣模具的下端，卡環(huán)上螺紋連接有用于將試樣模具限制在振動(dòng)臺(tái)上的螺絲。

13、本模具能夠在巖芯的基礎(chǔ)上澆筑混凝土，制作巖石-混凝土的組合體試樣，可以為后續(xù)的應(yīng)力試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)制作合適的試樣。

14、進(jìn)一步地，單元a和單元b的材質(zhì)為有機(jī)玻璃材質(zhì)。

15、能夠幫助使用者直接透過(guò)玻璃觀(guān)察內(nèi)部空槽中的澆筑情況，避免澆筑過(guò)程中出現(xiàn)空隙。

16、進(jìn)一步地，所述注漿管能通過(guò)第一固定扣從試樣模具上拆卸；出漿管能通過(guò)第二固定扣從試樣模具上拆卸。

17、能夠拆卸具有兩個(gè)好處：一是可以在注漿口和出漿口處安裝橡膠塞，以用于后期養(yǎng)護(hù)時(shí)失水。二是能夠使用注射器向空槽中注入混凝土漿液，用于填補(bǔ)空隙。

18、一種巖石-混凝土組合體試樣的制備方法，包括以下步驟：

19、s1：選取一塊完整無(wú)缺陷的巖塊，鉆取巖塊的巖芯，對(duì)巖芯進(jìn)行加工，制備成符合要求的圓柱形巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣；巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的直徑與空槽的直徑相等；完整無(wú)缺陷的含義為：巖塊的內(nèi)部無(wú)裂隙斷層；

20、s2：將巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣，沿巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣側(cè)壁切割成兩個(gè)巖石試樣半體；巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的切面為一個(gè)平面；設(shè)切面與水平面的夾角為x，則0<x<90度；沿巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣側(cè)壁為：切面的起點(diǎn)和終點(diǎn)均位于巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的側(cè)壁；

21、s3：空槽的內(nèi)壁均勻涂覆脫模劑，保證能順利脫模；將其中一個(gè)巖石試樣半體放入到空槽中，保證巖石試樣半體的切面處于巖石試樣半體的上端；

22、單元a和單元b利用箍環(huán)組成試樣模具，保證試樣模具不松散，混凝土漿液不外流；

23、s4：分別利用第一固定扣和第二固定扣，將含有巖石試樣半體的試樣模具，分別與注漿管和出漿管連接，等待混凝土漿液灌注；

24、s5：按要求制備混凝土漿液；

25、s6：依次打開(kāi)注漿閥門(mén)、出漿閥門(mén)和注漿泵，觀(guān)察出漿管遠(yuǎn)離試樣模具的一端，若出漿管的該端流出混凝土漿液，則依次關(guān)閉注漿泵、出漿閥門(mén)和注漿閥門(mén)；

26、s7：開(kāi)啟振動(dòng)臺(tái)，振動(dòng)時(shí)間為t；觀(guān)察空槽中除巖石試樣半體以外的區(qū)域是否被混凝土填滿(mǎn)；若出現(xiàn)空隙，拆卸第一固定扣處的注漿管或者第二固定扣處的出漿管，并用注射器通過(guò)注漿口或者出漿口伸入到空槽中，用注射器將空隙處用混凝土漿液填滿(mǎn)；接著，再次開(kāi)啟振動(dòng)臺(tái)，時(shí)間為t，直至空槽中除巖石試樣半體以外區(qū)域無(wú)空隙；

27、s8：從振動(dòng)臺(tái)上取下含有巖石-混凝土組合體的試樣模具；將注漿管和出漿管分別從第一固定扣和第二固定扣處拆卸；將注漿口和出漿口用橡膠塞密封，防止混凝土試樣初凝過(guò)程中發(fā)生失水情況；

28、s9：待巖石-混凝土組合體澆筑完成?24?h?后，對(duì)組合體進(jìn)行拆模，拆模后編號(hào)并按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)后，切割多余的混凝土，將養(yǎng)護(hù)后的組合體切割成標(biāo)準(zhǔn)試樣；

29、s10：重復(fù)s1-s9，改變夾角x，制備不同夾角的多個(gè)巖石-混凝土組合體。

30、進(jìn)一步地，將稱(chēng)量后的黃砂倒入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)干拌45秒后停止；再將稱(chēng)量后的硅灰倒入到攪拌機(jī)中，再次干拌45秒后停止；再然后，將稱(chēng)量后的水泥倒入到攪拌機(jī)中，攪拌45秒后停止；將含有減水劑的水溶液倒入攪拌機(jī)中，攪拌60秒后停止，把攪拌機(jī)內(nèi)壁上附著的混凝土刮落到攪拌機(jī)的腔體中，同時(shí)將攪拌機(jī)攪拌棒上附著的混凝土刮落到攪拌機(jī)的腔體中，確保攪拌機(jī)的內(nèi)壁和攪拌棒表面無(wú)附著的混凝土后，再次開(kāi)啟攪拌機(jī)攪拌60秒，完成混凝土漿液的攪拌工作。

31、進(jìn)一步地，步驟s9中，養(yǎng)護(hù)條件為：溫度20℃±2℃、相對(duì)濕度大于95%；養(yǎng)護(hù)時(shí)間為：28天。

32、進(jìn)一步地，步驟s5中，步驟s5中，水泥、黃砂、水、減水劑和硅灰的質(zhì)量比為1：0.5：0.25：0.01：0.08；攪拌機(jī)的攪拌速度為10-15prm。

33、進(jìn)一步地，步驟s7中，振動(dòng)時(shí)間t為60秒。

34、進(jìn)一步地，步驟s9中，一段時(shí)間m為24h。

35、有益效果

36、本制備模具及制備方法，能夠制作巖石-混凝土組合體試樣，并且能夠改變夾角x的角度，制作不同夾角的巖石-混凝土組合體試樣。

技術(shù)特征：

1.一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具，其特征在于，單元a和單元b的材質(zhì)為有機(jī)玻璃材質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具，其特征在于，所述注漿管能通過(guò)第一固定扣從試樣模具上拆卸；出漿管能通過(guò)第二固定扣從試樣模具上拆卸。

4.一種巖石-混凝土組合體試樣的制備方法，基于權(quán)利要求3所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備模具，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備方法，其特征在于，步驟s5中，將稱(chēng)量后的黃砂倒入到攪拌機(jī)中，攪拌機(jī)干拌45秒后停止；再將稱(chēng)量后的硅灰倒入到攪拌機(jī)中，再次干拌45秒后停止；再然后，將稱(chēng)量后的水泥倒入到攪拌機(jī)中，攪拌45秒后停止；將含有減水劑的水溶液倒入攪拌機(jī)中，攪拌60秒后停止，把攪拌機(jī)內(nèi)壁上附著的混凝土刮落到攪拌機(jī)的腔體中，同時(shí)將攪拌機(jī)攪拌棒上附著的混凝土刮落到攪拌機(jī)的腔體中，確保攪拌機(jī)的內(nèi)壁和攪拌棒表面無(wú)附著的混凝土后，再次開(kāi)啟攪拌機(jī)攪拌60秒，完成混凝土漿液的攪拌工作。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備方法，其特征在于，步驟s9中，養(yǎng)護(hù)條件為：溫度20℃±2℃、相對(duì)濕度大于95%；養(yǎng)護(hù)時(shí)間為：28天。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備方法，其特征在于，步驟s5中，水泥、黃砂、水、減水劑和硅灰的質(zhì)量比為1：0.5：0.25：0.01：0.08；攪拌機(jī)的攪拌速度為10-15prm。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備方法，其特征在于，步驟s7中，振動(dòng)時(shí)間t為60秒。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種巖石-混凝土組合體試樣的制備方法，其特征在于，步驟s9中，一段時(shí)間m為24h。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的一種巖石?混凝土組合體試樣的制備模具及方法，屬于試樣制作技術(shù)領(lǐng)域，包括：兩個(gè)相同的模具單元，分別記為單元A和單元B；試樣模具的內(nèi)部設(shè)有空槽，空槽的形狀為圓柱形，設(shè)空槽的軸線(xiàn)沿豎向設(shè)置；兩個(gè)箍環(huán)，用于使單元A和單元B始終拼成完整的試樣模具；注漿口，開(kāi)設(shè)在試樣模具的上端；注漿管，一端安裝在注漿口，另一端處于混凝土漿液中；注漿泵；注漿閥門(mén)，用于控制注漿管啟閉；出漿口，用于與空槽連通；出漿管，一端安裝在出漿口；出漿閥門(mén)，用于控制出漿管啟閉；振動(dòng)臺(tái)，其臺(tái)面上安裝有卡環(huán)，卡環(huán)與試樣模具適配，用于將試樣模具限制在振動(dòng)臺(tái)上的螺絲。該模具和方法能夠制作巖石?混凝土組合體試樣，給后續(xù)試驗(yàn)提供試樣。

技術(shù)研發(fā)人員：金棋武,來(lái)永輝,莊蕓蕓,徐友樟,魏曉彥,王云和,陳乃靜,王偉,劉世藩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江省隧道工程集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30