[发明专利]一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法

说明书

一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，包括以下步骤：(1)选择结构面面板形态；(2)底板放置；(3)安装前侧板和后侧板；(4)安装右侧板；(5)安装软弱夹层底部约束板；(6)安装软弱夹层前后侧约束板；(7)安装固定结构面面板；(8)安装软弱夹层顶部约束板；(9)确定软弱夹层厚度；(10)安装可移动结构面面板；(11)安装左侧板；(12)涂脱模剂；(12)浇筑试样中的岩石模拟材料；(13)振捣密实及抹平处理；(14)拆除结构面面板；(15)浇筑试样中的软弱夹层材料；(16)振捣密实及抹平处理；(17)拆模；(18)养护。本发明软弱夹层的铺设方便，软弱夹层约束与现场一致。

技术领域

本发明涉及直剪试验结构面模型制作模具的技术领域，尤其是含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法。

背景技术

结构面对工程中岩体稳定性有着控制性的影响，尤其是含有软弱夹层的软弱结构面。软弱结构面是岩体中具有一定厚度的软弱带，与相邻两侧的岩体相比具有高压缩、低强度等特征，其通常控制着岩体的变形及稳定性。在实际的工程项目中，往往是由于软弱夹层的存在导致事故频发，造成了严重的生命财产损失，因此，通过直剪试验获得含软弱夹层结构面力学特性方面研究就显得尤为重要。

获取含软弱夹层的岩体结构面试样通常有野外现场取样和室内制作两种手段。野外现场获取含有软弱夹层的原岩结构面试样时存在如下不足：1)软弱夹层易扰动，难以获得与现场所处状态相一致的含有软弱夹层的原岩体结构面试样；2)现场难以获取与含软弱夹层的原岩结构面性质近似一致的多组试样，无法通过多组试样的直剪试验获得结构面力学指标；3)现场取样存在难度大、费用高、取样周期长、风险高等不足。因此，室内制作成为获取含软弱夹层岩体结构面试样的重要方法。

为了获得与现场相一致的含有软弱夹层岩体结构面试样，在室内试样制作时需要有以下3个方面来保持试样测试的可靠性：1)与现场条件相同的软弱夹层厚度；2)与现场相一致的软弱夹层约束条件；3)可实现试样先压缩后剪切的试验条件。通常室内含有软弱夹层岩体结构面试样制作步骤是先制作出岩体结构面模型试样，然后再进行软弱夹层的铺设，在制作过程中不但存在夹层铺设困难、厚度难以调节的问题，而且软弱夹层的约束方式常采用蜡封法，难以与现场的约束方法相一致，且压缩过程和剪切过程中难以保持与现场相一致的受力状态。

发明内容

为了能够满足含有软弱夹层的结构面模型室内直剪试验的要求，本发明提供了一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，能解决软弱夹层的铺设困难、软弱夹层厚度难以调节以及软弱夹层约束与现场不一致的问题，且在直剪试验过程中能够实现先压缩再剪切的试验条件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种含有软弱夹层且厚度可调及刚性约束的结构面试样的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：

(1)选择结构面面板形态；

(2)底板放置：将底板放置于找平的地面上；

(3)前侧板和后侧板的安装：将前后侧板分别放置在底板两侧固定在底板上；

(4)右侧板的安装：将右侧板与前后侧板以及底板相连接；

(5)软弱夹层底部约束板的安装：将软弱夹层底部约束板放入底板上，将软弱夹层底部约束板固定在前后侧板上，并在软弱夹层底部约束板铰链及左侧部分板上铺上一层隔离膜；

(6)软弱夹层前后侧约束板的安装：将软弱夹层前后侧约束板固定在前后侧板上；

(7)固定结构面面板：将固定结构面面板固定在前后侧板上，使得右侧板与固定结构面面板之间的距离即为右侧结构面试样的尺寸；

(8)软弱夹层顶部约束板的安装：将软弱夹层顶部约束板固定在前后侧板上，并将软弱夹层顶部约束板铰链左侧板绕铰链转动90°，利用拉钩固定；