[发明专利]基于聚羟基脂肪酸酯制作类岩体内置张开型裂隙试样的方法

说明书

本发明提供一种基于聚羟基脂肪酸酯制作类岩体内置张开型裂隙试样的方法，采用聚羟基脂肪酸酯制作裂隙预制片和固定该裂隙预制片的细线，在碱性的类岩体材料和高湿度的氧化条件下，裂隙预制片和聚羟基脂肪酸酯线在类岩体试样的养护过程中降解为二氧化碳和水，降解产物可通过凝固成型的试样本身的气孔(孔隙)逸出，降解产物气体的微量排放不会损伤裂隙和类岩体试样，因此在类岩体试样制作过程中不用取出，也不会残留，不但简化了制作流程，同时避免取出预制片的操作损伤预制裂隙，解决了现有技术无法制作内置型张开裂隙的不足，可在不影响类岩体力学性能的基础上更准确地模拟真实工程岩体中的内置型张开裂隙，减少试验误差。

技术领域

本发明属于岩石力学领域，涉及一种基于聚羟基脂肪酸酯(PHA)制作类岩体内置张开型裂隙试样的方法。

背景技术

地下工程岩体是一种经历了漫长的成岩运动及地质构造作用的非连续介质体，由于构造应力场的作用，其内部存在着由多晶体滑动面、节理、软弱夹层等组成的复杂结构面，自然原岩的强度、变形特性与内部存在的结构面排布有着紧密的关系。宏观层次上，地质构造作用使岩体内形成岩质不同、方向各异的复杂结构面；微观层次上，岩石内部存在的矿粒以及粘结部分在各种外在荷载的影响下，可能出现不同程度的弱化或断裂，这些使岩石表现出来非常复杂的力学特性。当受到外部荷载作用时，裂隙端部应力高度集中，裂隙起裂，扩展与贯通会降低工程岩体强度，直接影响工程设计、施工与运营。开展裂隙岩体的力学特性与变形破坏机理研究，不仅是岩石工程灾害防治中的关键科学问题，也是我国地下工程建设与运行安全的迫切需求，对于优化岩体工程支护参数、安全施工及工程稳定性评价，具有重要的理论价值和工程意义，同时也能为大型地下工程建设和运营安全提供保障。

目前，国内外学者针对裂隙岩体试样的力学特性和变形破坏机理进行了大量研究。由于地下工程岩体内部裂隙的分布具有随机不均匀性，国内外学者多以类岩体相似材料预制裂隙开展物理模型试验，通过室内模拟试验把岩体的结构特征和赋存环境统一到模拟试验中去，以期正确认识裂隙岩体的损伤演化和变形破坏机理。针对裂隙类岩体试样的制作，现有技术主要分为贯通型裂隙的制作和非贯通型内置裂隙的制作。一般采用钢片等刚度较大的材料预制张开型贯通型裂隙，使用钢片预制裂隙的操作繁琐，并且在取出钢片时容易损伤预制裂隙尖端，造成试验结果的误差偏大。对于非贯通型内置裂隙，主要采用云母片等作为填充裂隙，得到的是填充型的内置裂隙，目前还没有相关方法制作张开型的内置裂隙。

CN104327472A公开了一种模拟岩石内部裂纹扩展透明材料的制作方法，以云母片作为裂隙预制片，在模具侧面上钻取小孔，通过细线将云母片固定在模具内，然后倒入不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮与环烷酸钴的混合液并静置至混合液转变为凝胶状态，然后加入石英砂，固化成型后，进行70～90℃烘干-零下60℃冷冻循环3～4次，最后在零下50℃冷冻12h，即得。该方法需要对固化成型的试件进行反复的烘干、冷冻，操作繁琐，能耗和成本非常高，在零下50℃到零下60℃的低温环境、以及高温低温交替环境会对试样的力学性能造成影响，固定云母片的细线也会残留在类岩体试样中，这也可能对试样的力学性能造成影响，并且，使用云母片预制裂隙，得到的仍然是填充型的非贯通内置裂隙，无法对张开型的非贯通内置裂隙进行制作。该方法难以准确地模拟真实工程岩体中的内置型张开裂隙，不利于在研究中准确认识节理岩体的损伤演化和变形破坏机理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于聚羟基脂肪酸酯制作类岩体内置张开型裂隙试样的方法，以解决现有技术无法制作含有内置型张开裂隙的类岩体试样，制作过程会对类岩体试样的力学性能造成影响的问题，在不影响类岩体力学性能的基础上更准确地模拟真实工程岩体中的内置型张开裂隙。