[发明专利]一种内置精控可变裂隙岩石模拟预制实验方法

说明书

本发明公开了一种内置精控可变裂隙岩石模拟预制实验方法，具体包括如下步骤：根据实验设计目的，选择符合要求的岩石相似体混凝土标号参数与模拟裂隙体石蜡材料参数，进行石蜡材料融化初制内置裂隙体；设计裂隙岩石模拟试件尺寸，将材料装填装置放置在基座固定装置的底座中心位置上；根据材料装填装置的高度，固定下基座与上基座；转动定位螺杆实现设定高度调节，完成可变裂隙体调节；定位裂隙体位置，采用灌筒向材料装填装置内浇铸岩石相似材料至设定高度；旋转定位螺杆与微调紧固环脱离抽出，并进行相似材料抹平；对于裂隙岩石进行脱模并移出基座固定装置，对相似材料体进行洒水养护，完成内置精控可变裂隙岩石模拟预制。

技术领域

本发明涉及一种含裂隙岩石力学性质研究实验方法，特别涉及到岩土、地质及矿山领域内置精控可变裂隙岩石模拟预制实验方法，属于实验仪器设备使用方法领域。

背景技术

随着我国矿井向深部开采逐年延伸，处于高应力环境中的巷道围岩流变特性开始愈加明显，巷道围岩的岩性由脆性向塑性发生转变，完整岩石开始出现裂纹萌生及裂隙发展贯通，围岩裂隙岩石强度及变形特性表现突出，因此，研究矿山深部裂隙岩石的力学性质就显得尤为重要。

众所周知，研究岩石裂隙的发展过程是掌握裂隙岩石力学性质的重要手段，预制裂隙的形态影响裂隙岩石的破坏失稳过程，影响着裂隙尖端微裂纹的发育与贯通模式。岩体中裂隙面的存在破坏了岩石自身的完整性和连续性，裂隙岩体的强度要远低于完整岩石强度，而岩石裂隙面的几何形状、充填性质及空间分布规律的迥异，极易导致裂隙岩体的强度、变形特性出现明显差异。目前，国内外制作裂隙岩石多采用相似材料成型后进行外部切割，少数内置三维裂隙装置也采用塑料片或薄铝片，极易形成相似材料试件骨架及裂隙错位现象，难以保证实验过程的精确性与可靠性。可以看出，相同材料预制相同规格裂隙利于研究裂隙岩石的力学特性，但预制相同标准裂隙岩石相似试件迫在眉睫。

预制相同规格裂隙岩石难度较大，而合理的裂隙预制方法将确保合格裂隙岩石相似试件的制作，为实际工程应用提供参考。本发明以自行设计的一种内置精控可变裂隙岩石模拟预制实验装置为基础，提出一种内置精控可变裂隙岩石模拟预制实验方法，通过材料装填装置、基座固定装置与可变裂隙调节装置的组合，提出合理的预制实验步骤，进一步提高裂隙岩石还原度，保证实验的精确、可靠与有效。

发明内容

本发明针对现有裂隙岩石模拟预制实验装置及其操作过程的复杂性，提出了一种内置精控可变裂隙岩石模拟预制实验方法。该实验方法步骤简单、易于操作，实现了相似材料体内置可变裂隙预制的精确性，提高了内置可变裂隙岩石模拟预制的规范性。

为实现上述目的，本发明提供了一种内置精控可变裂隙岩石模拟预制实验方法，其技术方案主要包括岩石及裂隙参数的选择、材料装填装置的安装、基座固定装置的定位、可变裂隙调节装置的调节、岩石相似材料体的装填、定位螺杆抽出与抹平处理、模拟裂隙岩石的脱模养护。

具体包括如下步骤：

步骤一，岩石及裂隙参数的选择：根据实验设计目的，选择符合要求的岩石相似体混凝土标号参数与模拟裂隙体石蜡材料参数，称取设定的混凝土与石蜡质量，根据设定裂隙体参数进行石蜡材料融化初制内置裂隙体，将成形后裂隙体进行二次加工打磨，保证裂隙体规格准确性。

步骤二，材料装填装置的安装：设计裂隙岩石模拟试件尺寸，将合理规格的固定横板与承载座通过连接螺栓与内嵌卡槽固定组成岩石模拟材料充注及裂隙体布置的空间，将材料装填装置放置在基座固定装置的底座中心位置上。

步骤三，基座固定装置的定位：根据材料装填装置的高度，设计基座固定装置的下基座与上基座的间距，固定下基座与上基座，根据底座刻度标线，调节定位螺栓对底座中心的材料装填装置进行微调及锁定。