本實用新型屬于巖體試驗技術領域，具體涉及一種裂隙巖體模型制樣模具。

背景技術：

巖石與巖體的重要區(qū)別就是巖體中含有裂隙面，裂隙面破壞了巖石自身的完整性和連續(xù)性，巖體的強度要遠低于巖石強度。由于巖體是地質(zhì)歷史作用的產(chǎn)物，并遭受到后期地殼運動和地球外部應力的重新塑造，具有一定的巖石組成和裂隙網(wǎng)絡。

考慮到天然巖石試樣結構的復雜性與取樣難度，一般很難通過真實的巖石試樣對其的力學變形特性與破壞規(guī)律進行研究，學者們通常采用制作裂隙巖體模型來替代天然巖石試樣，現(xiàn)有的制作模具在澆筑和振搗過程中容易沖擊到裂隙成型板，因此難以穩(wěn)定控制裂隙的傾斜角度等參數(shù)，而且現(xiàn)有的制樣模具不能快捷、精確地調(diào)整裂隙成型板的傾斜角度，因此對于制備不同裂隙傾斜角度的模型而言，其操作非常不方便。而且，由于裂隙傾斜角度的波動、以及角度的不精確，也無法確保后續(xù)試驗和數(shù)值計算的準確性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術問題是：現(xiàn)有技術中難以在制備模型過程中控制裂隙傾斜角度的穩(wěn)定，且不能快捷地更換裂隙傾斜角度的問題，以提供一種可實現(xiàn)穩(wěn)定裂隙的傾斜角度，并且能根據(jù)需要快捷地調(diào)整裂隙傾斜角度，進而確保后續(xù)試驗和數(shù)值計算準確性的裂隙巖體模型制樣模具。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：裂隙巖體模型制樣模具，包括底板、模型框和裂隙成型板；所述模型框安裝在底板上，并且模型框與底板配合后形成裂隙巖體成型腔，所述裂隙成型板位于裂隙巖體成型腔內(nèi)，還包括在所述模型框上設置的至少一對可轉動的轉軸，并且每一塊裂隙成型板與一對轉軸對應配合；在所述轉軸上分別設置有卡槽，所述裂隙成型板的兩端分別卡在同一對轉軸上對應的卡槽內(nèi)；還包括與每對轉軸對應設置的一調(diào)節(jié)機構，所述調(diào)節(jié)機構包括調(diào)節(jié)齒輪、限位齒輪和固定齒圈；所述調(diào)節(jié)齒輪與對應的一對轉軸中的其中一個轉軸同軸地固定連接，所述固定齒圈固定安裝在模型框上，并且固定齒圈同軸地套設在所述調(diào)節(jié)齒輪外，所述限位齒輪同軸地套設在所述調(diào)節(jié)齒輪與所述固定齒圈之間，并且所述限位齒輪可沿軸向往復移動；通過軸向往復移動限位齒輪，可使所述調(diào)節(jié)齒輪與所述固定齒圈在鎖死狀態(tài)和脫離狀態(tài)之間切換。

進一步的是：所述調(diào)節(jié)齒輪具有第一外齒圈，所述限位齒輪具有第一內(nèi)齒圈和第二外齒圈，所述固定齒圈具有第二內(nèi)齒圈，所述第一外齒圈和所述第一內(nèi)齒圈可對應嚙合，所述第二外齒圈和第二內(nèi)齒圈可對應嚙合。

進一步的是：在所述調(diào)節(jié)齒輪上設置有第一把手。

進一步的是：在所述第一把手上固定設置有指針，在所述固定齒圈的外端面上設置有與所述指針對應的角度標線。

進一步的是：在所述限位齒輪上設置有第二把手。

進一步的是：在所述轉軸上位于模型框的外側設置有用于鎖緊卡在卡槽內(nèi)的裂隙成型板的鎖緊螺栓。

進一步的是：在所述模型框的外側固定設置有固定桿，所述固定齒圈通過所述固定桿可拆卸地安裝到所述模型框上。

進一步的是：所述裂隙成型板設置有兩個，并且兩個裂隙成型板彼此平行設置。

進一步的是：所述模型框包括前側板、后側板和兩塊隔板，所述前側板和后側板分別可拆卸地安裝在所述底板上，并且前側板和后側板呈相互平行設置，在前側板和后側板上分別設置有隔板槽，兩塊隔板分別可拆卸地插在相應的隔板槽內(nèi)。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過軸向往復移動限位齒輪，進而使調(diào)節(jié)齒輪與固定齒圈在鎖死狀態(tài)和脫離狀態(tài)之間切換；當處于鎖死狀態(tài)時，調(diào)節(jié)齒輪不可轉動調(diào)節(jié)，即裂隙成型板的傾斜角度將被鎖死，以此可確保模型在澆筑和振搗過程中不會因沖擊到裂隙成型板而導致其傾斜角度發(fā)生變化；另外，當處于脫離狀態(tài)時，通過控制調(diào)節(jié)齒輪的轉動，即可非常方便的調(diào)節(jié)裂隙成型板的傾斜角度，因此對于制備不同裂隙傾斜角度的模型而言，非常的方便調(diào)節(jié)。另外，本申請進一步通過設置指針及與角度標線的配合，可更便于學者們精確調(diào)整、記錄裂隙傾斜角度；以為后續(xù)試驗和數(shù)值計算提供準確參數(shù)。另外，還通過設置第二把手，以便于將限位齒輪進行軸向移動調(diào)節(jié)。另外，本實用新型還通過設置鎖緊螺栓，以便于將裂隙成型板鎖定在相應的轉軸上。另外，本實用新型中還通過設置多個固定桿，以提高了固定齒圈的安裝穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的裂隙巖體模型制樣模具的立體示意圖；

圖2為調(diào)節(jié)機構的立體示意圖；

圖中標記為：底板1、模型框2、裂隙成型板3、裂隙巖體成型腔4、轉軸5、卡槽6、調(diào)節(jié)齒輪7、限位齒輪8、固定齒圈9、第一外齒圈10、第二外齒圈12、第二內(nèi)齒圈13、第一把手14、指針15、角度標線16、第二把手17、鎖緊螺栓18、固定桿19、前側板20、后側板21、隔板22、隔板槽23。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

如圖1和圖2中所示，本實用新型所述的裂隙巖體模型制樣模具，包括底板1、模型框2和裂隙成型板3；所述模型框2安裝在底板1上，并且模型框2與底板1配合后形成裂隙巖體成型腔4，所述裂隙成型板3位于裂隙巖體成型腔4內(nèi)，還包括在所述模型框2上設置的至少一對可轉動的轉軸5，并且每一塊裂隙成型板3與一對轉軸5對應配合；在所述轉軸5上分別設置有卡槽6，所述裂隙成型板3的兩端分別卡在同一對轉軸5上對應的卡槽6內(nèi)；還包括與每對轉軸5對應設置的一調(diào)節(jié)機構，所述調(diào)節(jié)機構包括調(diào)節(jié)齒輪7、限位齒輪8和固定齒圈9；所述調(diào)節(jié)齒輪7與對應的一對轉軸5中的其中一個轉軸5同軸地固定連接，所述固定齒圈9固定安裝在模型框2上，并且固定齒圈9同軸地套設在所述調(diào)節(jié)齒輪7外，所述限位齒輪8同軸地套設在所述調(diào)節(jié)齒輪7與所述固定齒圈9之間，并且所述限位齒輪8可沿軸向往復移動；通過軸向往復移動限位齒輪8，可使所述調(diào)節(jié)齒輪7與所述固定齒圈9在鎖死狀態(tài)和脫離狀態(tài)之間切換。

其中，所述的調(diào)節(jié)齒輪7與固定齒圈9為鎖死狀態(tài)，指的是調(diào)節(jié)齒輪7與固定齒圈9通過限位齒輪8的連接限位作用后呈相對固定的位置關系，此時的調(diào)節(jié)齒輪7無法轉動調(diào)節(jié)，進而無法調(diào)節(jié)裂隙成型板3傾斜角度；因此可確保模型在澆筑和振搗過程中不會因沖擊到裂隙成型板3而導致其傾斜角度發(fā)生變化，以此確保最終成型的模型中裂隙的傾斜角度的準確性；而所述的調(diào)節(jié)齒輪7與固定齒圈9為脫離狀態(tài)，指的是調(diào)節(jié)齒輪7與固定齒圈9之間可相對轉動，此時即可通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)齒輪7來帶動裂隙成型板3的傾斜角度發(fā)生變化，進而可非常方便地獲得模型中裂隙傾斜所需的角度。另外，當調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)齒輪7至所需的角度位置后，可再次通過移動限位齒輪8以使調(diào)節(jié)齒輪7與固定齒圈9為鎖死狀態(tài)，以穩(wěn)定裂隙成型板3的傾斜角度。

更具體的，參照附圖2中所示，本實用新型進一步提供一種可實現(xiàn)通過軸向往復移動限位齒輪8以實現(xiàn)使所述調(diào)節(jié)齒輪7與所述固定齒圈9在鎖死狀態(tài)和脫離狀態(tài)之間切換的具體結構：所述調(diào)節(jié)齒輪7具有第一外齒圈10，所述限位齒輪8具有第一內(nèi)齒圈11和第二外齒圈12，所述固定齒圈9具有第二內(nèi)齒圈13，所述第一外齒圈10和所述第一內(nèi)齒圈11可對應嚙合，所述第二外齒圈12和第二內(nèi)齒圈13可對應嚙合。這樣，當軸向移動限位齒輪8，并且同時使第一外齒圈10與第一內(nèi)齒圈11嚙合以及使第二外齒圈12與第二內(nèi)齒圈13嚙合時，則實現(xiàn)了調(diào)節(jié)齒輪7與固定齒圈9為鎖死狀態(tài)；而當軸向移動限位齒輪8，并且使第一外齒圈10與第一內(nèi)齒圈11之間和/或使第二外齒圈12與第二內(nèi)齒圈13之間為非嚙合關系時，則實現(xiàn)了調(diào)節(jié)齒輪7與固定齒圈9為脫離狀態(tài)。

另外，為了便于調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)齒輪7，本實用新型進一步在所述調(diào)節(jié)齒輪7上設置有第一把手14，參照附圖2中所示，第一把手14可為設置在調(diào)節(jié)齒輪7外端并向外延伸的調(diào)節(jié)桿。

更具體的，為了便于精確調(diào)節(jié)以及讀取調(diào)節(jié)齒輪7的轉動角度，即裂隙成型板3的傾斜角度，參照附圖2中所示，本實用新型進一步在所述第一把手14上固定設置有指針15，同時在所述固定齒圈9的外端面上設置有與所述指針15對應的角度標線16；這樣，通過指針15與角度標線16的對應關系，即可精確、快速的讀取裂隙成型板3的傾斜角度。

另外，為了便于移動限位齒輪8，本實用新型進一步在所述限位齒輪8上設置有第二把手17。第二把手17可為設置在限位齒輪8外端并向外延伸的調(diào)節(jié)桿。當然，第二把手17應當避免與其它部件發(fā)生干涉，以確保限位齒輪8能正常的往復移動；具體也可參照附圖2中所示結構設置。

另外，本實用新型中的裂隙成型板3是通過兩端分別安裝到一對轉軸5內(nèi)的卡槽6內(nèi)，而轉軸5則是安裝到相應的模型框2上并可進行轉動的結構；當然，不失一般性，同一對轉軸5應當同軸且相互對應的位于模型框2上的相對側壁上。更具體的，為了便于安裝、拆卸裂隙成型板3，進一步可在所述轉軸5上位于模型框2的外側設置有用于鎖緊卡在卡槽6內(nèi)的裂隙成型板3的鎖緊螺栓18，如附圖1中所示；此時具體的鎖緊操作為：首先將裂隙成型板3的端部插入到對應轉軸5上的卡槽6內(nèi)，然后再通過擰緊鎖緊螺栓18，使其將裂隙成型板3抵緊。

另外，對于固定齒圈9的安裝，也可采用可拆卸方式進行安裝，如參照附圖1中所示，可在所述模型框2的外側固定設置有固定桿19，并且可沿對應轉軸5的外周設置3個固定桿19，然后將所述固定齒圈9通過所述固定桿19可拆卸地安裝到所述模型框2上，以此可確保固定齒圈9的牢固性。

當然，上述本實用新型的所述制樣模具中，其對于裂隙成型板3的具體設置數(shù)量并沒限制，而且不同裂隙成型板3的位置、傾斜角度等也沒有嚴格限制，只要方便安裝相應的轉軸、調(diào)節(jié)機構以及裂隙成型板3即可；當然，為了實現(xiàn)可對每個裂隙成型板3進行調(diào)節(jié)，應當與每個裂隙成型板3對應的設置有一個調(diào)節(jié)機構。例如，參照附圖1中所示的具體示意圖中，其設置有兩個裂隙成型板3，并且每個裂隙成型板3對應的設置有一個調(diào)節(jié)機構與之對應；而且其兩個裂隙成型板3還設置呈彼此平行的關系。

另外，本實用新型中的模型框2可設置為包括前側板20、后側板21和兩塊隔板22，如附圖1中所示，同時將前側板20和后側板21分別可拆卸地安裝在所述底板1上，如圖1中所示的通過可拆卸的螺釘進行安裝；同時前側板20和后側板21呈相互平行設置，在前側板20和后側板21上分別設置有隔板槽23，兩塊隔板22分別可拆卸地插在相應的隔板槽23內(nèi)；這樣，可非常方便的對模型框2進行拆卸和組裝，以方便模型成型后的取模操作。