一種鉗式防沉降儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及巖體結構面的一種鉗式防沉降儀，主要包括主體支架、平衡桿、蝴蝶螺母、扳手型活動鉗以及平衡塊等幾個部分；扳手型活動鉗包括活動鉗、固定鉗、活動螺栓以及固定銷四個部分；主體支架上有一個豎直滑槽，平衡桿可通過松緊蝴蝶螺母從而實現在主體支架上下移動；平衡桿的一端安裝平衡塊，使得整個體系平衡，另一端安裝扳手型活動鉗，可調節扳手型活動鉗的活動螺栓，使活動鉗伸縮運動，從而卡住試樣，再將固定銷插入活動螺栓，從而使整個扳手鉗緊緊夾住試樣；在結構面模型的制作過程中，通過使用結構面模型的防沉降儀，將結構面試樣夾緊使其固定不動，避免了其發生不均勻沉降和沉降量過大的現象。
【專利說明】一種鉗式防沉降儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到巖石力學中“xj-型攜帶式剪切儀測定結構面剪切強度”所采用結構面模型的制作【技術領域】，具體涉及一種鉗式防沉降儀。
【背景技術】
[0002]巖體沿結構面的剪切破壞是工程巖體中最常見的破壞形式，因此，巖體的穩定性研究也最關注巖體結構面的剪切特性。在地質、水利、鐵路、公路、市政等相關工程領域，結構面的抗剪強度指標是工程設計和巖體穩定性評價中非常重要的力學參數之一，抗剪強度指標如果不準確將直接導致工程應用時造成較大偏差，也即抗剪強度指標的準確與否極大地影響工程的安全性。巖體結構面的抗剪強度指標一般要通過室內試驗或原位測試確定，但由于原位試驗對巖石露頭、試驗設備及試驗場地等諸多要求，多采用室內試驗的方法來得到巖體結構面的抗剪強度指標，其中應用最多的是使用XJ—型攜帶式剪切儀進行巖體結構面直剪試驗。進行結構面直剪試驗，要先制作結構面模型，在制作過程中由于水泥砂漿的流動性和巖體結構面試樣的的自重作用，試樣在盛有水泥砂漿的樣模中發生不均勻沉降及沉降量過大的現象。
[0003]水利水電巖石力學試驗規程(SL264-2001)中，結構面直剪試驗時要求法向荷載與剪切荷載的合力作用點位于剪切面的中心，法向荷載中心線垂直于剪切面并通過其中心。而在結構面模型的制作過程中，結構面試樣在盛有水泥砂漿的樣模中發生不均勻沉降的現象，導致結構面傾斜不水平，出現了誤差角，所制結構面模型在進行直剪試驗時，結構面與直剪儀所加豎向力不能垂直，導致法向力與剪切方向是不垂直的，導致試驗結果出現明顯誤差甚至是錯誤。再者，結構面試樣若在水泥砂漿的樣模中沉降量過大，甚至導致是上下模型接觸，則制樣失敗。或是由于未進行摁壓致使結構面試樣高出樣模邊框許多，造成上下模型放入剪切盒后，千斤頂頂頭無法頂入，導致此結構面模型制作失敗，該結構面試樣作廢。因此，在制樣過程中若能避免上述情況的出現，將很大程度上提高試驗的準確性和效率。本實用新型旨在消除上述所指的不均勻沉降及沉降量過大，通過使用鉗式防沉降儀將結構面試樣固定不動，避免了結構面試樣的不均勻沉降和沉降量過大現象的發生。
【發明內容】
[0004]本實用新型提供了一種鉗式防沉降儀，用于解決結構面試樣制作時存在不均勻沉降及沉降量過大的缺點。該防沉降儀不僅結構簡單、拆卸容易、操作方便，而且性價比高，使用效果好。
[0005]本實用新型所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現:
[0006]一種鉗式防沉降儀，包括主體支架I個、平衡桿I根、螺母2個、扳手型活動鉗I個以及平衡塊I個；所述主體支架中間開有豎直滑槽，平衡桿穿過主體支架內的滑槽可以在滑槽內上下移動，并通過滑槽兩側的螺母固定；所述平衡桿是一根帶有螺紋的直桿，所述平衡桿的一端安裝有扳手型活動鉗，其另一端安裝有平衡塊。
[0007]以上所述扳手型活動鉗由活動鉗、固定鉗、活動螺栓以及固定銷四個部分構成；所述活動螺栓的兩端在固定鉗的孔I中；所述活動鉗兩端在固定鉗的孔2中；所述活動螺栓與所述活動鉗處于相互交錯狀態，活動螺栓通過轉動能夠帶動活動鉗的轉動；所述固定銷插入活動螺栓之中。
[0008]以上所述的扳手型活動鉗的鉗口內側為粗糙面；當巖石樣品處于固定鉗和活動鉗之間時，通過轉動活動螺栓來帶動活動鉗的轉動，增加或減小對固定鉗和活動鉗前端的咬合力，將巖石樣品固定在固定鉗和活動鉗之間，此時，再用固定銷插入活動螺栓之中，保證可以穩穩鉗住巖石樣品。
[0009]以上所述的扳手型活動鉗的末端有一帶螺紋的孔，平衡桿上螺紋旋入該孔中，將扳手型活動鉗固定在平衡桿上。
[0010]以上所述的平衡塊上設有帶螺紋的孔和用于微調的水準泡；所述平衡桿上螺紋旋入平衡塊上帶螺紋的孔，通過調節平衡塊在平衡桿的位置來使所述防沉降儀的整體平衡，且微調平衡塊上的水準泡使系統最終水平。
[0011 ] 以上所述螺母是蝴蝶螺母。
[0012]由上述技術方案可知，本實用新型提供的一種鉗式防沉降儀包括主體支架I個、平衡桿I根、蝴蝶螺母2個、扳手型活動鉗I個(含活動鉗、固定鉗、活動螺栓、固定銷)、平衡塊I個；將本儀器組裝好，并將支架上的水平桿調平。在直剪試驗前的結構面模型的制作過程中，利用前端活動扳手的卡口固定住結構面試樣，并置于試樣制作模具中央的正上方，再往樣模內澆筑一定量的水泥砂漿，達到一定高度后，開始將試樣從中心位置往下緩慢吊放。松開螺絲,移動平衡桿,使結構面試樣的受剪面僅高出樣模邊框大約4?5mm，并利用平衡塊上的水準泡進行調平，繼而將平衡桿兩側螺母擰緊固定，然后再澆筑水泥砂漿填滿搗實即可。在結構面模型制作時，通過使用結構面試樣的防沉降儀，將結構面夾緊使其固定不動，避免了其發生不均勻沉降和沉降量過大。
[0013]本實用新型的技術效果是:將主體支架放置在澆注模具的一側，并組裝好儀器的各個部件，然后用扳手型固定活動鉗夾住結構面試樣。吊放結構面試樣，松開螺母，再上下移動平衡桿使結構面試樣的受剪面高出樣模邊框大約5mm處，然后將平衡桿螺母初步固定，并利用平衡塊上的水準泡微調使之完全水平，繼而將活動長桿兩側螺母擰緊固定，保證了結構面試樣在水泥砂漿中不發生不均勻沉降及控制了結構面試樣的沉降量，待水泥砂漿凝固后(約24h)即可將防沉降儀拆除。
[0014]本實用新型與現有技術相比有以下優點:
[0015]1、本實用新型防沉降儀原理簡單、直觀，不僅平衡桿可以轉動，也可以夾著試樣在滑槽里上下移動，擴大了可夾持結構面式樣的高度范圍及實驗的操作空間；
[0016]2、本實用新型防沉降儀有平衡塊，可以很好地調節儀器整體的平衡性，同時利用其上的水準泡，可以微調平衡塊，使試樣水平，較之前的防沉降夾固定試樣的擁有更好的平衡作用；
[0017]3、本實用新型防沉降儀結構簡單，便于攜帶、方便操作、易于拆卸、價格低廉、使用效果好；
[0018]4、本實用新型防沉降儀能起到固定結構面試樣的作用，使其固定在某一高度，而不因水泥砂漿的流動性和試樣的自重作用下發生沉降過大和不均勻沉降；
[0019]5、本實用新型防沉降儀通過扳手型固定活動鉗的夾持作用，可很好的夾持結構面試樣而不致使其隨意移動，從而使得試樣保持一定的高度和水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型防沉降儀的整體結構示意圖。
[0021]圖2為本實用新型扳手型活動鉗的固定鉗示意圖。上述圖中:1_活動鉗、2-活動螺栓、3-固定鉗、4-螺母、5-平衡桿、6-平衡塊、7-主體支架、8-固定銷、9-水準泡、10-固定鉗孔1、11_固定鉗孔2。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0023]本實用新型提供的一種鉗式防沉降儀整體結構圖如圖1所示，該防沉降儀主要包括主體支架、平衡桿、蝴蝶螺母、扳手型活動鉗(含活動鉗、固定鉗、活動螺栓、固定銷)以及平衡塊等幾個部分；主體支架上有一個豎直滑槽，平衡桿可通過松緊蝴蝶螺母從而實現在主體支架上下移動；平衡桿的一端安裝平衡塊，使得整個體系平衡，另一端安裝扳手型活動鉗，可調節扳手型活動鉗的活動螺栓，使活動鉗伸縮運動，從而卡住試樣，再將固定銷插入活動螺栓，從而使整個扳手鉗緊緊夾住試樣。
[0024]本實施例中，主體支架高為60cm，下端為方形體，便于整個體系穩定，中間為矩形滑槽，可供平衡桿在其中上下移動，滑槽寬2cm ;平衡桿為螺紋鋼，橫截面直徑為2cm，長45cm ;兩個螺母，口徑直徑為2cm ;平衡塊尺寸為8cmX8cmX8cm,頂面帶有水準泡,可通過螺紋平衡桿鎖在一起；平衡桿另一端為扳手型活動鉗，兩個大鉗最大間距可調至15cm，以便能夾持固定更多尺寸的的結構面試樣。根據實驗要求的結構面尺寸，在本實驗中，結構面試樣的尺寸大小一般要求為3cmX3cnTl2cmX 12cm,高2_5cm的長方體,本實用新型的防沉降儀對于3-12cm的結構面試樣都是完全滿足條件的。
[0025]為了說明直剪試驗結構面試樣的鉗式防沉降儀的操作過程，本實用新型通過尺寸為1cmXlOcm的結構面試樣的模型制作過程進行說明。
[0026]結構面模型制作前，在模具前后側板內壁涂上一層薄黃油層，并復上一張牛皮紙，以使制作好的模型易與前后側板內壁脫離，然后在半個模具內加少量的水泥砂漿(需要修改);以模型為中心將支架放在其一側位置，組裝好儀器。
[0027]此時將結構面試樣的防沉降儀放在模型一側，打開扳手型活動鉗，將結構面試樣卡住，使扳手型活動鉗內側與結構面試樣兩側面接觸好，此時用固定銷卡住活動螺栓。慢慢調節平衡桿兩端長度使其兩端大致平衡，然后初步調節兩端螺母，將試樣夾緊并保持受剪面水平；再進一步調節螺母，讓平衡桿上下移動，使試樣結構面的受剪面高出樣模邊框大約4?5mm時，微調平衡塊上的水準泡，再擰緊主體支架上的螺母，使整體固定，以阻止結構面發生不均勻沉降或沉降量過大。
[0028]待水泥砂漿凝固(約24h)后，擰松活動螺栓，移開扳手型活動鉗即可；再將制作好的模型從模具中取出，將模具上的水泥殘渣清理干凈。在制作另一半模型時同樣與上述步驟相同使用防沉降儀。在空模具前后側板內壁再次涂上一層薄黃油層，并復上一張牛皮紙，再加適量砂漿，在模具邊框兩端各放一根開縫墊條，將已凝固的那一半模型倒轉，利用夾持板夾緊模型，再利用鉗式防沉降儀進行吊放，使試樣結構面試樣的受剪面高出樣模邊框大約Γ 5mm時，再擰緊支架上的螺母固定活動螺桿。待24h后，拆去防沉降儀及模具，取出試樣，進行養護，這樣結構面模型就制作完成了。
【權利要求】
1.一種鉗式防沉降儀，其特征在于:包括主體支架I個、平衡桿I根、螺母2個、扳手型活動鉗I個以及平衡塊I個；所述主體支架中間開有豎直滑槽，平衡桿穿過主體支架內的滑槽可以在滑槽內上下移動，并通過滑槽兩側的螺母固定；所述平衡桿是一根帶有螺紋的直桿，所述平衡桿的一端安裝有扳手型活動鉗，其另一端安裝有平衡塊。
2.根據權利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述扳手型活動鉗由活動鉗、固定鉗、活動螺栓以及固定銷四個部分構成；所述活動螺栓的兩端在固定鉗的孔I中；所述活動鉗兩端在固定鉗的孔2中；所述活動螺栓與所述活動鉗處于相互交錯狀態,活動螺栓通過轉動能夠帶動活動鉗的轉動；所述固定銷插入活動螺栓之中。
3.根據權利要求2所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述的扳手型活動鉗的鉗口內側為粗糙面；當巖石樣品處于固定鉗和活動鉗之間時，通過轉動活動螺栓來帶動活動鉗的轉動，增加或減小對固定鉗和活動鉗前端的咬合力，將巖石樣品固定在固定鉗和活動鉗之間，此時，再用固定銷插入活動螺栓之中，保證可以穩穩鉗住巖石樣品。
4.根據權利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述的扳手型活動鉗的末端有一帶螺紋的孔，平衡桿上螺紋旋入該孔中，將扳手型活動鉗固定在平衡桿上。
5.根據權利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述的平衡塊上設有帶螺紋的孔和用于微調的水準泡；所述平衡桿上螺紋旋入平衡塊上帶螺紋的孔，通過調節平衡塊在平衡桿的位置來使所述防沉降儀的整體平衡，且微調平衡塊上的水準泡使系統最終水平。
6.根據權利要求1所述的一種鉗式防沉降儀，其特征在于:所述螺母是蝴蝶螺母。
【文檔編號】G01C9/24GK204085979SQ201420512797
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2014年9月9日
【發明者】方堃, 江強強, 李 浩, 姜耀飛, 劉超遠, 冉秀峰, 李哲豪, 陳會行, 米春元 申請人:中國地質大學（武漢）