[发明专利]一种充填体-岩石试样加工方法及粘结性能测试装置

说明书

本发明涉及一种充填体‑岩石试样加工方法及粘结性能测试装置，属于岩土材料测试技术领域。该发明主要涉及到充填体‑岩石测试试样的加工方法以及界面粘结强度的测定方法。其中，粘结性能测试装置由伺服液压系统、加载系统以及数据采集系统组成。伺服液压系统能够实现为加载系统提供可量化的动力源；加载系统实现了充填体‑岩石测试样品的粘结性能测试功能；数据采集系统实现了试验过程中数据的传输和记录功能。该发明装置实现了充填体‑岩石试样加工及其界面粘结性能的测试。试样加工方法简单，测试装置方便、可靠，且不受充填体养护期间不均匀变形对测试结果的影响。

技术领域

本发明属于岩土测试技术领域，特别涉及一种充填体-岩石试样加工方法及粘结性能测试装置。

背景技术

随着金属矿山开采的不断发展，逐渐由露天转地下开采，浅部转深部开采。为了响应国家环保的基本要求，各大金属矿山逐渐采用充填开采方法替代了以往的排放式开采。充填式开采主要分为废石充填和尾砂胶结充填两大类。充填式开采不仅解决了金属矿山废弃物的堆积问题，又解决了地下采空区对地下采矿工作环境造成的潜在危害。

对于尾砂胶结充填，其充填体主要包括尾砂、水、水泥以及添加剂或水泥替代品均匀混合而成。利用其自身的重力或者泵送至地下采空区。充填后的充填体随着水泥的不断水化，充填体逐渐产生强度。在以往的研究中，往往过多的关注了充填体自身的强度，却忽视了其与岩壁界面的粘结强度。其粘结强度的存在对地下采空区充填体的稳定性同样起到重要的作用。另一方面，研究表明，正是由于充填体与岩壁之间存在的粘结强度，使充填体自身内部产生拱效应。拱效应的存在使得充填体内部的某一点的竖向应力要明显小于其自身的自重应力。这对减少充填体水泥用量存在重要的意义。但是，由于原位的粘结强度很难测得，只能通过室内试样的方法获得其粘结强度的大小。因此，室内充填体-岩石试样加工及粘结性能测试就突显出其重要性。

发明内容

针对现有背景技术要求，本发明提供了一种充填体-岩石试样加工方法及粘结性能测试装置，它能够很好地适用于充填体-岩石试样的加工及其界面粘结力的测试，其试验装置操作简便，可适用性强，可以实现充填体-岩石试样界面粘结参数的测定功能。具体技术方案如下：

一种充填体-岩石试样加工方法，包括试样，所述试样为半圆柱型的充填体与半圆柱型的岩石合为一体的圆柱形；

试样设置在加载系统的上夹头与下夹头间，上夹头及下夹头与试样接触的面均为半圆形，且与试样的充填体端面及岩石端面对应；

所述加载系统由伺服液压系统驱动；

还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括位竖向移传感器、剪胀位移传感器、数据采集器、电脑；其中，竖向位移传感器与压头和数据采集仪连接，竖向位移传感器可在加载过程中记录压头和试样的位移变化行程；剪胀位移传感器与试样和数据采集仪连接，便于记录试样加载过程中剪胀位移的变化；数据采集仪与电脑连接，电脑可对数据采集仪记录的结果进行导出和进一步的数据分析。

所述试样加工方法：首先在软塑材料制作的无盖圆柱模具上沿着高度方向开口，形成一个可闭合的缺口；模具在使用过程中用胶枪将缺口封堵，保证封口处不渗水，在无盖圆柱模具内表面涂抹机械油，便于拆模；先将半圆柱岩石试样沿轴向放入无盖圆柱模具的一侧，然后将均匀的充填体料浆浇筑入无盖圆柱模具的另外一侧，使其成为一个完整的圆柱体；用盖子将无盖圆柱模具封盖，用密封胶带将盖子与无盖圆柱模具进行密封处理；

拆模时，先拆密封胶带和盖子，然后拆除缺口上的密封胶，利用缺口的变形，将无盖圆柱模具与试样分离；在试验前，将不均匀沉降差部分处理为平面。