一种地质模型材料的节理模板

1.本实用新型涉及模型材料的制备技术领域，尤其涉及一种地质模型材料的节理模板。


背景技术：

2.受地质构造运动、成岩材料属性和环境外力作用等因素影响，地质结构中蕴藏着大量复杂的裂隙，且裂隙多为表面粗糙崎岖的不规则结构面，这对预制出能够真实客观分析在工程活动中地质结构应力状态的地质模型提出了更高的要求。因此，研制能够加工出接近真实情况下节理粗糙度地质模型的实验仪器势在必行。
3.目前对加工地质模型中粗糙节理方法较为单一且通用性不强，多为控制形态固定的预制节理模板于模具的规定位置浇筑成型，难以适应模拟大量复杂多变粗糙节理的需求。申请号为cn202111340078.4的发明专利中提出了一种含三维自然粗糙状态闭合节理类岩石试样制备装置与方法，实现了含不同尺寸、方位和间距的自然粗糙状态的非贯通闭合节理类岩石试样的制备，但仍以通用性不佳的固定形态模具进行预制节理。申请号为cn202010684666.9的发明专利申请文件中提出了一种用于制作不同粗糙度岩石节理的装置及方法，使用相同的两个压条配合劈裂岩石可以形成不同粗糙度的新鲜节理面，从而方便不同粗糙度特征的节理岩体力学特性研究，但无法预制按既定表面粗糙度要求的裂隙。


技术实现要素：

4.针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种地质模型材料的节理模板，通过不同模板微元的组装和上下错动可以实现不同类型节理面的自由设计和精确控制，从而制备出粗糙度可控且形式丰富的地质模型节理。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种地质模型材料的节理模板，其特征在于：包括铁圆环，所述铁圆环内活动连接有若干个模板微元，若干个所述模板微元的中部形成圆柱形结构，且最外围的所述模板微元与所述铁圆环的内侧壁可拆卸连接，若干个所述模板微元的顶部形成不规则面；前后相邻的两个模板微元之间也为可拆卸连接。
7.进一步的，每个所述模板微元均包括模板微元上段、模板微元中段和模板微元下段，所述模板微元上段为任意形状，所述模板微元中段为立方体结构，且所述模板微元中段上开设有前后连通的安装通孔，所述安装通孔内安装有通电螺线管，前后相邻的两个所述通电螺线管相互接触，位于最外围的模板微元所对应的模板微元中段的形状与所述铁圆环的内侧壁形状相匹配。
8.进一步的，所述通电螺线管包括线管，所述线管上缠设有导线，所述导线的两端均连接有金属片，所述模板微元中段的前侧面和后侧面上还均开设有与所述金属片相匹配的安装槽，所述安装槽与所述安装通孔连通。
9.进一步的，所述铁圆环的内侧壁上开设有一圈环形槽，所述环形槽内设有导电环，
位于最外围的模板微元所对应的金属片均与所述导电环接触；所述导电环上连接有两根用于连接电源的导线杆，所述铁圆环上开设有两个与所述导线杆相匹配的插孔，所述插孔与所述环形槽连通。
10.本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的改进之处在于，
11.1、本实用新型的节理模板包括若干个模板微元，不同模板微元的中段通过通电螺线管之间进行固定，从而可形成一个圆柱形的整体结构，起到固定支撑的作用，不同模板微元的上段采用不同的形状，从而形成一个不规则面，可作为含粗糙度的地质模型材料的节理模板使用；通过对模板微元上段形状的选择和自由组装，可实现不同类型的节理面的自由设计。
12.2、本实用新型的节理模板中，在导线杆没有接通电源时，相邻的两个通电螺线管之间由于没有相互的吸引力，从而使得每个模板微元是可以单独的进行上下方向的移动，从而使模板微元可在垂直方向上任意的进行上下错动，从而实现对节理模板表面粗糙度的调节，适用于不同节理粗糙度的地质模型材料的制备。
附图说明
13.图1为本实用新型节理模板侧面俯视结构轴测图。
14.图2为本实用新型节理模板仰视俯视结构轴测图。
15.图3为本实用新型节理模板结构主视图。
16.图4为本实用新型铁圆环结构轴测图。
17.图5为本实用新型导电环和导线杆结构示意图。
18.图6为本实用新型模板微元结构主视图。
19.图7为本实用新型通电螺线管结构示意图。
20.图8为本实用新型模板微元结构爆炸图。
21.其中：1-铁圆环，101-环形槽，102-插孔，2-模板微元，201-模板微元上段，202-模板微元中段，203-模板微元下段，204-安装通孔，205-通电螺线管，2051-线管，2052-导线，2053-金属片，206-安装槽，3-导电环，4-导线杆。
具体实施方式
22.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。
23.参照附图1-8所示的一种地质模型材料的节理模板，包括铁圆环1，所述铁圆环1内活动连接有若干个模板微元2，若干个所述模板微元2的中部形成圆柱形结构，若干个所述模板微元2的顶部形成不规则面，且最外围的所述模板微元2与所述铁圆环1的内侧壁可拆卸连接，前后相邻的两个模板微元2之间也为可拆卸连接。
24.具体的，每个所述模板微元2均包括模板微元上段201、模板微元中段202和模板微元下段203，所述模板微元中段202与所述模板微元上段201和模板微元下段203之间均为固定连接，从而形成一个整体的结构；所述模板微元上段201为任意形状，比如凸台、三棱锥、棱柱等，不同不同形状的组合可以形成不同复杂程度的节理面；所述模板微元中段202为立方体结构，且所述模板微元中段202上开设有前后连通的安装通孔204，所述安装通孔204内
安装有通电螺线管205，所述通电螺线管205包括线管2051，所述线管2051上缠设有导线2052，所述导线2052的两端均连接有金属片2053，所述模板微元中段202的前侧面和后侧面上还均开设有与所述金属片2053相匹配的安装槽206，所述安装槽206与所述安装通孔204连通；；前后相邻的两个通电螺线管205的线管2051和金属片2053均相互接触，位于最外围的模板微元2所对应的模板微元中段202的形状与所述铁圆环1的内侧壁形状相匹配，位于内侧的模板微元2所对应的模板微元中段202的形状为规则的立方体形状，从而便于固定。
25.所述铁圆环1的内侧壁上开设有一圈环形槽101，所述环形槽101内设有导电环3，位于最外围的模板微元2所对应的金属片2053均与所述导电环3接触；所述导电环3上连接有两根用于连接电源的导线杆4，所述铁圆环1上开设有两个与所述导线杆4相匹配的插孔102，所述插孔102与所述环形槽101连通。当导线杆204与电源接通后，会使整个导电环203通电，从而使与导电环203接触的金属片2053通电，每个通电螺线管205上的两个金属片2053之间通过导线2052连通，前后相邻的通电螺线管205上的两个金属片2053相互接触，从而使整个电路接通；导线2052通电时产生的电磁场使相互接触的两个通电螺线管205之间相互吸附，最外围的模板微元2与铁圆环1相互吸附，前后方向上的多个模板微元2组成一个长条形的模板，每个长条形的模板在于铁圆环1吸附固定，从而就将所有的模板微元2固定在了铁圆环1内。
26.本实用新型的工作原理：本实用新型的节理模板在使用时，根据所需制备的地质模型材料的节理面形状选择不同形状模板微元上段201对应的模板微元2，并将所有的模板微元2保持在同一平面上，将设有导电环3的铁圆环1套在模板微元2形成的圆柱形结构外，使导电环3与模板微元2所对应的金属片2053接触，完成节理模板的组装，将导电环3两侧的导线杆4与电源接通，可使所有的模板微元2固定在铁圆环1内。
27.在需要调节节理模板表面的粗糙度时，将导线杆4的电源断开，相邻的模板微元2之间，以及最外围的模板微元2与铁圆环1之间都拾取吸附力，从而可以对单个模板微元2进行上下方向上的移动，所有模板微元2之间任意的上下错动，可实现对整个节理模板表面粗糙度的调节。为了便于对模板微元2上下方向上的调节，可采用手动调节或者在模板微元2的底部设置可以对每个模板微元2进行上下方向不同高度调节的控制结构(比如电动伸缩杆或者多个螺杆上分别转动连接控制杆，相邻的两个控制杆之间滑动连接，通过控制不同螺杆的转动方向不同，使控制杆上升或者下降，带动模板微元2上升或者下降；此处需要说明的是，该控制结构不属于本实用新型的内容，因此本技术中不做赘述)，将模板微元2与控制结构连接，从而对模板微元2的高度进行更加便捷的调整和控制。
28.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种地质模型材料的节理模板，其特征在于：包括铁圆环(1)，所述铁圆环(1)内活动连接有若干个模板微元(2)，若干个所述模板微元(2)的中部形成圆柱形结构，且最外围的所述模板微元(2)与所述铁圆环(1)的内侧壁可拆卸连接，若干个所述模板微元(2)的顶部形成不规则面；前后相邻的两个模板微元(2)之间也为可拆卸连接。2.根据权利要求1所述的一种地质模型材料的节理模板，其特征在于：每个所述模板微元(2)均包括模板微元上段(201)、模板微元中段(202)和模板微元下段(203)，所述模板微元上段(201)为任意形状，所述模板微元中段(202)为立方体结构，且所述模板微元中段(202)上开设有前后连通的安装通孔(204)，所述安装通孔(204)内安装有通电螺线管(205)，前后相邻的两个所述通电螺线管(205)相互接触，位于最外围的模板微元(2)所对应的模板微元中段(202)的形状与所述铁圆环(1)的内侧壁形状相匹配。3.根据权利要求2所述的一种地质模型材料的节理模板，其特征在于：所述通电螺线管(205)包括线管(2051)，所述线管(2051)上缠设有导线(2052)，所述导线(2052)的两端均连接有金属片(2053)，所述模板微元中段(202)的前侧面和后侧面上还均开设有与所述金属片(2053)相匹配的安装槽(206)，所述安装槽(206)与所述安装通孔(204)连通。4.根据权利要求3所述的一种地质模型材料的节理模板，其特征在于：所述铁圆环(1)的内侧壁上开设有一圈环形槽(101)，所述环形槽(101)内设有导电环(3)，位于最外围的模板微元(2)所对应的金属片(2053)均与所述导电环(3)接触；所述导电环(3)上连接有两根用于连接电源的导线杆(4)，所述铁圆环(1)上开设有两个与所述导线杆(4)相匹配的插孔(102)，所述插孔(102)与所述环形槽(101)连通。

技术总结
本实用新型公开了一种地质模型材料的节理模板，属于模型材料的制备技术领域，包括铁圆环，所述铁圆环内活动连接有若干个模板微元，所述模板微元包括模板微元上段、模板微元中段和模板微元下段，所述模板微元上段为任意形状，所述模板微元中段为立方体结构，且所述模板微元中段上沿前后方向贯通安装有通电螺线管，前后相邻的两个所述通电螺线管相互接触，位于最外围的模板微元所对应的模板微元中段的形状与所述铁圆环的内侧壁形状相匹配，且所述铁圆环的内侧壁上可拆卸安装有与所述通电螺线管接触的用于导电的导电环和导线杆；若干个所述模板微元的顶部形成不规则面。本实用新型可实现不同类型的节理面的自由设计，且能对节理面的粗糙度进行调节。对节理面的粗糙度进行调节。对节理面的粗糙度进行调节。


技术研发人员：刘石 何欢
受保护的技术使用者：中国人民解放军空军工程大学
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/9/3