[发明专利]层状异性岩体相似材料的制作方法

说明书

本发明公开了一种层状异性岩体相似材料的制作方法，属于岩石勘测技术领域。本发明采用普通的水泥、河砂、水等原材料在模具中浇注成模，制作出层状异性岩体相似材料，再切割成国际标准圆柱试样来进行三轴试验，其制作方法简单、快捷，材料来源广泛，成本低廉，成型效果好，便于调节岩体参数。

技术领域

本发明涉及岩石勘测技术领域，具体涉及一种层状异性岩体相似材料的制作方法。

背景技术

岩体各向异性是指岩石的层理、片理、夹层和定向裂隙系统的存在使得岩石的性质随方向而异的特性。岩石的各向异性分为两种：一种是由于微裂缝的存在以及在不同方向上的排列，分布不同而导致的，即层状异性岩体，这种各向异性会随着岩石的应力变化而变化；另一种是由于岩石颗粒的定向排列引起的，即团块异性岩体，这种岩石的各向异性不会随着岩石的应力变化而改变。

目前关于岩石各向异性问题的研究是工程勘探与开发、地震预报、地球深部结构探测等领域中重要课题之一。各向异性的岩体结构复杂，往往是力学薄弱点，较易发生地质灾害，所以对其变形的研究显得十分必要，但是各向异性岩体获取成本高，难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作简单，成本低廉，成型效果好的层状异性岩体相似材料的制作方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种层状异性岩体相似材料的制作方法，包括以下步骤：

(1)采用多种不同强度的水泥，将每一种水泥分别与河砂和水按照一定质量比混合，制成多种水泥砂浆材料；水泥、河砂和水的质量比为0.8￣1.2：1.8￣2.2：0.30￣0.40；

(2)将多种水泥砂浆材料沿垂直方向在模具中均匀浇注成多层，放入35℃￣45℃温湿养护箱40小时￣60小时后脱模；

(3)在18℃￣25℃的恒温条件下，养护25天￣35天成型。

本发明采用普通水泥、河砂和水混合形成的水泥砂浆浇注成多层，形成的模型与层状异性岩体相似，降低了层状异性岩体的获取难度以及层状异性岩体的获取成本。本发明水泥标号可以任意选择、层数可以是多层以及水泥层所处理位置可以改变，使最终的模型与多种层状异性岩体相匹配。本发明制成的层状水泥砂浆材料其制作简单、成体低廉，并且成型效果好，切割成的国际标准圆柱试样进行三轴试验，能够有效获得不同结构的变形规律，揭示非协调变形特征及影响规律。

进一步地，上述步骤(1)中，水泥，河砂，水的质量比为1：2：0.35。

进一步地，上述步骤(2)中，温湿养护箱中的温度为38℃，在温湿养护箱中放置的时间为48小时；步骤(3)中，养护时间为28天。

进一步地，上述步骤(1)中，水泥种类有5种，其标号分别为325、425、525、625、725，325水泥、425水泥、525水泥、625水泥、725水泥从上到下依次叠加，形成5层；河砂的径粒小于2mm。

本发明所述的水泥的标号为水泥“强度”的指标。水泥的强度是表示单位面积受力的大小，是指水泥加水拌和后，经凝结、硬化后的坚实程度。水泥的强度是确定水泥标号的指标，也是选用水泥的主要依据。

采用上述方法制备得到层状异性岩体相似材料。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用普通水泥、河砂和水配比制成层状异性岩体相似材料制作简单、成本低廉，并且成型效果好，满足各种层状岩体的实验需要，降低了层状岩体的获取难度和获取成本。

附图说明

图1为本发明实施例2切割后的层状异性岩体相似材料的结构示意图；