一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及巖石力學模型試驗中相似材料試樣制備，具體涉及一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中巖石力學模型試驗中相似材料的試樣制備，是通過模具拼接、組裝來制備不同形狀和尺寸的小模塊，養護一段時間后再將這些小模塊通過粘接等方式均勻連接成一體，再進行打磨最終制得幾何尺寸滿足試驗要求的試樣。這樣的制作方式容易因試樣的不均勻性和幾何形狀的精度不夠造成誤差，而且制作過程也較復雜，費時費力。
【實用新型內容】
[0003]為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，將小尺寸試樣制作和連接實現一步化操作。
[0004]為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案:
[0005]—種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，包括:相似材料成型模具和材料填充裝置，其中，所述相似材料成型模具包括:底座、若干條形樹脂模具以及側板，所述底座上形成有第一凹槽和第二凹槽，所述條形樹脂模具固定于第一凹槽內并將底座上的空間分隔為若干相似形狀，所述側板固定于第二凹槽中以將底座上方的空間包圍；所述材料填充裝置包括空氣栗、導管、儲料罐、設置于儲料罐內部的攪拌葉片和傳動軸，所述導管與儲料罐連通并且導管上設有一閥門。
[0006]優選地，前述儲料罐安裝于一固定架上，所述固定架與一升降裝置相連。
[0007]具體地，前述條形樹脂模具的截面形狀為三叉形，將底座上的空間分隔為若干正六邊形。
[0008]進一步地，前述側板底部形成有與第二凹槽相配合的凸起，凸起高度為20mm。
[0009]作為本實用新型的一個具體實施例，前述底座形狀為四方形，所述側板數量為4個。
[0010]作為本實用新型的另一個具體實施例，前述底座形狀為圓形，所述側板數量為2個。
[0011]進一步優選地，前述儲料罐由合金材料制成，具有良好的耐磨損性和耐腐蝕性。
[0012]本實用新型的有益之處在于:本實用新型的模具裝置包括相似材料成型模具和材料填充裝置，實現了小尺寸相似試樣的制作和連接一體化操作，減少了打磨試樣的環節，有利于減小因試樣的材料不均勻性和幾何形狀的精度不夠造成的誤差，提高了力學參數可靠性，在提高試樣尺寸精確度的同時大大降低了試驗成本。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的實施例1的模具裝置的相似材料成型模具的結構示意圖；
[0014]圖2是圖1所不實施例中底座俯視圖；
[0015]圖3是本實用新型的實施例2的相似材料成型模具中底座和側板的結構示意圖；
[0016]圖4是圖3所不實施例中底座俯視圖；
[0017]圖5是本實用新型的材料填充裝置的結構示意圖。
[0018]圖中附圖標記的含義:1、底座，2、條形樹脂模具，3、側板，4、第一凹槽，5、第二凹槽，6、凸起，7、儲料罐，8、空氣栗，9、攪拌葉片，10、傳動軸，11、導管，12、閥門。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
[0020]實施例1
[0021 ] 本實施例的模具裝置包括圖1、圖2所示的相似材料成型模具和圖5所示的材料填充裝置。其中，相似材料成型模具包括:底座1、多個條形樹脂模具2以及側板3，底座I為四方形，側板3的數量為4個，在底座I上形成有分別用于固定后兩者的第一凹槽4和第二凹槽5，深度均為20mm，第一凹槽4將底座I的上表面分隔為若干相似的正六邊形，當條形樹脂模具2插入第一凹槽4后，便將底座I上方的空間分隔為正六邊形；為了便于連接，在側板3的底部形成有與第二凹槽5相配合的凸起6，凸起6的高度為20mm。
[0022]條形樹脂模具2的截面形狀為三叉形，具體分為安裝于底座I中間位置的三邊等長且各呈120度的標準三叉形模具，以及安裝于底座I邊界位置的三邊不等長且各呈120度的非標準三叉形模具，在本實施例中，標準三叉形模具的各邊長為5mm，高度為190mm，底部有20mm插接于第一凹槽4中，當然，具體可根據試塊要求靈活調整，不限于此。
[0023]使用過程中，先在各條形樹脂模具2的表面、底座I的第一凹槽4和第二凹槽5、以及側板3上均勻涂刷脫模劑，并在底座I的凹槽內和側板3相接面上涂上凡士林以防漏漿，再將條形樹脂模具2和側板3豎直插入對應的凹槽中，形成正六邊形的孔腔，整體組成一個底部及側邊封閉的材料成型模具。為了防止側板3松動，還可在其外側用皮筋進一步加固，這樣，相似材料成型模具即組裝完畢。
[0024]接著，利用材料填充裝置進行相似材料試塊的制備，具體操作為:按設計配合比將各種水泥、砂、添加劑和水放入合金材料制成的儲料罐7中，接通電源，空氣栗8及攪拌葉片9 (由傳動軸10帶動)工作，將導管11出料口伸至孔腔底部并打開閥門12，利用空氣栗8產生的氣壓將材料緩緩壓入孔腔中，一邊灌注一邊緩慢地使用升降裝置提升導管11，依次循環填充所有孔腔，完成材料注入。待各孔腔中相似材料均初凝成型后，緩緩拔出所有條形樹脂模具2，各相似材料小尺寸模塊之間形成空隙，按配合比將膠結材料放入儲料罐7中，接通電源，空氣栗8及攪拌葉片9 (由傳動軸10帶動)工作，將導管11出料口置于空隙處并打開閥門12，用膠結材料填充空隙后放入養護裝置后養護規定天數，拆除側板3和底座I即可得到試驗要求尺寸的立方樣相似材料試塊。
[0025]實施例2
[0026]本實施例的模具裝置包括圖3、圖4所示的相似材料成型模具和圖5所示的材料填充裝置。其結構和操作方法與實施例1大致相似，區別之處僅在于底座I的形狀為圓形，側板3為兩個對稱的半圓形側板3，最終得到的相似材料試塊為圓柱樣。
[0027]綜上，本實用新型通過模具的拼接、組裝并結合脫模劑快速制備能夠直接用于三軸試驗的圓柱樣及用于剪切試驗的方塊樣；利用材料填充裝置將按配合比拌和好的相似材料添加到模具孔腔里，實現了小尺寸模塊的制作和連接過程一體化，能夠有效解決傳統相似材料試塊制備中試樣成型不規則、膠結料涂刷不均勻及打磨后的成品試樣精度不夠等相關問題，同時，通過精確的材料配合比及高精度的成型模具能夠有效減小試驗中因試樣的材料不均勻性和幾何形狀精度不夠造成的誤差，提高了力學參數可靠性。
[0028] 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，其特征在于，包括:相似材料成型模具和材料填充裝置，所述相似材料成型模具包括:底座、若干條形樹脂模具以及側板，所述底座上形成有第一凹槽和第二凹槽，所述條形樹脂模具固定于第一凹槽內并將底座上的空間分隔為若干相似形狀，所述側板固定于第二凹槽中以將底座上方的空間包圍；所述材料填充裝置包括空氣栗、導管、儲料罐、設置于儲料罐內部的攪拌葉片和傳動軸，所述導管與儲料罐連通并且導管上設有一閥門。2.根據權利要求1所述的一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，其特征在于，所述儲料罐安裝于一固定架上，所述固定架與一升降裝置相連。3.根據權利要求1所述的一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，其特征在于，所述條形樹脂模具的截面形狀為三叉形，將底座上的空間分隔為若干正六邊形。4.根據權利要求1所述的一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，其特征在于，所述側板底部形成有與第二凹槽相配合的凸起，凸起高度為20mm。5.根據權利要求1-4任一項所述的一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，其特征在于，所述底座形狀為四方形，所述側板數量為4個。6.根據權利要求1-4任一項所述的一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，其特征在于，所述底座形狀為圓形，所述側板數量為2個。7.根據權利要求4所述的一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，其特征在于，所述儲料罐由合金材料制成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于制備相似材料試塊的易拆卸模具裝置，包括：相似材料成型模具和材料填充裝置，其中，相似材料成型模具包括：底座、若干條形樹脂模具以及側板；材料填充裝置包括空氣泵、導管、儲料罐、設置于儲料罐內部的攪拌葉片和傳動軸，導管與儲料罐連通并且導管上設有一閥門。有益之處在于：本實用新型的模具裝置包括相似材料成型模具和材料填充裝置，實現了小尺寸相似試樣的制作和連接一體化操作，減少了打磨試樣的環節，有利于減小因試樣的材料不均勻性和幾何形狀的精度不夠造成的誤差，提高了力學參數可靠性，在提高試樣尺寸精確度的同時大大降低了試驗成本。
【IPC分類】G01N1/28
【公開號】CN204855225
【申請號】CN201520530980
【發明人】孫夢成, 王如賓, 王蘇生, 林志南, 冉少鵬, 滕志強
【申請人】河海大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月21日