[发明专利]岩样内部裂纹制作及注浆效果定量评价方法

说明书

本发明提供了岩样内部裂纹制作及注浆效果定量评价方法，包括：步骤1.在完整岩样一端打小直径的注浆孔；步骤2.利用超声波检测仪测量岩样波速V_intact；步骤3.通过传递板将压缩荷载转化为与加载方向垂直的拉伸荷载，对岩样进行间接拉伸，在岩样内部形成与表面非联通的圆形裂纹带；步骤4.利用超声波检测仪测量含裂纹岩样的波速V_fracture；步骤5.通过注浆孔将浆液注入岩样内部裂纹；步骤6.待浆液凝固后，利用超声波检测仪测量注浆岩样的波速V_grouting；步骤7.对注浆岩样进行直接拉伸试验，记录注浆岩样峰值应力σ_grouting、峰值应变ε_grouting；步骤8.计算裂纹参数及注浆效果定量评价。

技术领域

本发明属于岩石力学与工程领域，具体涉及岩样内部裂纹制作及注浆效果定量评价方法。

技术背景

注浆，是巷道/隧道、边坡等岩石工程中常见的加固手段。简单说，注浆就是通过注浆设备，向岩石工程中的原生裂纹(层理、节理、断层等)+次生裂纹(开挖扰动裂纹)注入水泥基、化学基等浆液，起到修复加固围岩作用。

注浆效果，主要由裂纹参数、浆液2个指标控制。考虑到岩石工程中的裂纹参数随时间、空间改变而变化，所以如何定量评价(比较) 不同种类浆液的注浆效果？

在岩石工程现场，几乎不可能找到两个裂纹参数相同的施工场地，所以为了合理控制变量，不得不在室内利用岩样进行试验。这牵涉到2个问题：岩样内部裂纹制作；注浆效果定量评价。

岩样内部裂纹制作方法，主要有3种：①利用石膏、混凝土等类岩石材料浇筑，在模具中插入铁片，待岩样初步成型后拔出铁片，形成裂纹；②利用石膏、混凝土等类岩石材料浇筑，在彻底成型前利用铁丝“拉”(切割)出一条裂纹；③首先将天然岩样从中间锯/劈开，然后将其粘到一起，形成裂纹。

上述3种方法，均存在致命缺陷：前2种方法，仅适用于类岩石材料，无法适用天然岩石；3种方法，都无法制作与表面非联通的内部裂纹。内部裂纹如果与表面联通(半联通)，注浆时浆液极易从岩样表面窜出，存在一系列问题。为此，亟需发明与表面非联通的岩样内部裂纹制作方法。

由于岩石的不透明性(内部像一个灰箱，看不见摸不着)，评价注浆效果异常困难，定量评价更是难上加难。目前，主流的注浆效果评价方法，主要有2种：①直接把浆液加工成试样，进而获取浆液强度参数(黏结力、内摩擦角)、变形参数(弹性模量、泊松比)，以间接反映注浆效果；②把浆液注入与表面联通的岩样内部裂纹，待浆液凝固后对注浆岩样进行剪切、压缩等力学试验。

上述2种方法，均存在致命缺陷：①前者，没有注浆，仅是间接推测；②后者，由于浆液极易从岩样表面窜出，一方面不能进行高压力注浆，另一方面试验不易控制、离散性大。截至目前，注浆效果定量评价仍是世界性难题，业界仍未找到简单可靠的注浆效果定量评价方法。

因此，有必要发明一种简单可靠、重复度高的与表面非联通的岩样内部裂纹制作及注浆效果定量评价方法。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种简单可靠、重复度高的岩样内部裂纹制作及注浆效果定量评价方法。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种岩样内部裂纹制作及注浆效果定量评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.在完整岩样一端中心处打一个小直径的注浆孔，注浆孔沿着岩样轴向延伸且不贯穿岩样；

步骤2.对经步骤1打孔后的岩样，利用超声波检测仪测量其波速 V_intact；