[发明专利]一种室内钻孔取芯时不规则岩块的加工处理技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种在不规则块体岩石中钻取圆柱形试样时的岩块加工处理技术。

背景技术

在进行岩石力学研究时，标准圆柱形试件是获取岩石有效物理力学参数普遍需要的实验对象。一般情况下，可以借助于钻孔勘探时所取岩芯，经过对其切割、磨平加工后用于测试工作，但是由于钻孔岩芯暴露时间过长、或未妥善保管，不能满足室内试验测试工作的需求，此时往往借助于岩石取芯机在室内对从工程现场取回的岩块进行钻孔取芯，以获取所需的标准圆柱形试件。但是由于从工程现场取回的岩石样品往往并不规则，不便于直接放置在室内岩石取芯机底盘上进行钻孔取芯操作；加之取芯机工作时较大的震动、钻头端部与接触面间较大作用力，增加了不规则岩块的固定难度；同时，由于取芯机底盘为金属构件，钻孔到样品底部时，如果操作不当，很容易因钻头接触取芯机底盘而损毁钻头。因此，如果岩石在取芯过程中固定不牢固，将会对实验人员和取芯机造成不必要的意外伤害，同时也会影响钻取岩芯的质量。

发明内容

为解决不规则岩石样品在室内钻孔取芯时难以固定的不足，本发明要解决的技术问题是设计一种在确保无需切割、破坏岩石样品前提下，能够有效地将不规则岩块固定于取芯机底盘上，并在钻孔取芯操作过程中确保取芯机与实验人员的安全。

为了解决上述技术问题，本发明基于取芯机底盘的夹板固定环境，设计一种不规则岩块的筑模技术，在室内将不规则岩石样品浇筑成具有规则外形的块体结构，将其放置于取芯机底盘上的夹板中间进行固定，成功解决了不规则块体岩块的固定问题，并通过筑模过程中的特殊处理技术，有效保护了取芯机钻头与实验人员的安全。

本发明的技术解决方案是：根据不规则岩块外形选择木模板拼装成矩形模具，并在模具内预铺2~3cm厚水泥砂浆拌合料，然后将不规则岩块装入模具中后浇筑成底面平整、四面直立且两两相互平行的规则块体结构；预铺水泥砂浆拌合料作为钻头保护层，防止钻头因穿透岩石后直接碰触取芯机金属底盘而损毁；四个规则平面为夹板固定岩石提供受压面。

本发明具有以下方面的有益效果：1、浇模用木模板便于拆卸，可重复使用；2、水泥与砂石均是容易获取且价格低廉的建筑材料；3、对水泥砂浆拌合料的强度要求不高；4、便于岩石的固定；5、能够有效保护钻头的安全。

附图说明

附图1为规则处理岩块模型的俯视图

附图2为图1的A-A剖面图

图中1:浇筑水泥砂浆块体；2:木模板；3:不规则岩块；4:预铺2cm厚水泥砂浆材料；5:垫板；

具体实施方式

1、制作模具：根据从工程现场所取岩石样品外形，制作四块稍大一点的矩形木模板（2），并用钉子将其组合成一个矩形木框，然后放置于表面平整的活动垫板（5）上。

2、预铺钻头保护垫层：将预先拌合好的水泥砂浆拌合料装入模具中垫板上2~3cm厚，形成钻头保护层（4）。

3、放置岩块：根据试验要求钻孔取芯方向将不规则岩块（3）放入模具中，并保持岩块与木模板内壁之间有一定的间隙，间隙大小以便于振捣水泥砂浆拌合料为宜。

4、浇筑水泥砂浆拌合料成型：然后将拌合好的水泥砂浆拌合料贯入岩块与木模板间隙中（1），振捣、抹平表面，贯入拌合料的量，以便于识别岩石边界轮廓线为宜。

5、养护：最后在室温环境下养护1-2周时间，水泥砂浆块体具有一定强度后即可拆去木模板。

此时，经过混凝土筑模处理后，不规则块体岩石具有了规则的外形，为岩石钻孔取芯时的岩块固定工作提供了便利，同时在规则块体结构底部具有2~3cm厚混凝土垫层，能够有效保护钻头取芯过程中的安全。