[发明专利]一种岩石交叉裂隙仿真模型的制作方法

说明书

本发明涉及一种透明仿真裂隙模具的制作方法，具体涉及一种岩石交叉裂隙仿真模型的制作方法，包括以下步骤：(1)获取粗糙岩石裂隙结构面；(2)对石材的粗糙结构面进行复刻，得到样板模；在样板模中浇筑透明树脂，待透明树脂完全固化后取出即形成带有粗糙节理面的透明仿真模型薄板；(3)构建组装裂隙交叉结构；得到仿真模具，垂直裂隙和水平裂隙相互交叉即形成交叉裂隙；(4)采用两个第一支撑臂和两个第二支撑臂分别夹紧即实现了仿真模具的整体固定。本发明的制作方法，实现了裂隙粗糙度可控、制作简单，成本低廉；在裂隙特征上高精度的复制了岩石裂隙结构面，在模型组装上实现了裂隙开度可调、可精确拆卸组装功能。

技术领域

本发明涉及一种透明仿真裂隙模具的制作方法，具体涉及一种岩石交叉裂隙仿真模型的制作方法。

背景技术

在长期的地质构造及人类工程活动作用下，地下岩体形成了大量的裂隙。裂隙与裂隙相互交叉使得地下裂隙构成了复杂的网络结构。裂隙交叉结构及网络的存在为地下流体快速流动提供了通道。而在许多地下工程中，渗流破坏往往是造成诸多领域工程失事的关键因素，如地下油库泄露、污染物随雨水迁移等，因此地下裂隙渗流规律一直是岩土工程领域所关心的核心科学问题。

目前人们对于裂隙渗流的研究和认识多来源于现场压水试验或是实验室内岩石裂隙透水试验，其测试指标多为一些宏观上的参数，如渗透系数等。在细观研究方面，由于岩石材料为不透明材料，研究人员无法直接观测到流体的流动行为，导致目前对于裂隙渗流的机理仍然缺乏了解。针对这个问题，陈益峰等人提出了“一种透明岩石节理复制品制备方法”(专利号201710114653.6)。此模型制作方法提出使得裂隙渗流的直接观测成为了可能。然而这种简单的模型目前还不适用于研究裂隙网络这种复杂结构中的流动规律。

作为裂隙网络的基本结构，裂隙交叉对裂隙网络中流体流动起控制作用。构建这种交叉结构对于开展裂隙网络渗流的研究和指导实际工程具有重要的意义。因此，不论是科研需求还是应用需求，都需要研发一种新的仿真裂隙模型，以推动地下裂隙渗流的研究及应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩石交叉裂隙仿真模型的制作方法，实现了裂隙粗糙度可控、制作简单，成本低廉；在裂隙特征上高精度的复制了岩石裂隙结构面。在模型组装上实现了裂隙开度可调、可精确拆卸组装功能，整体上实现了三维粗糙交叉裂隙模型的可视化观测。该模型特别适用于开展裂隙交叉及裂隙网络尺度上的渗流机理及规律的研究。

本发明实现目的所采用的方案是：一种岩石交叉裂隙仿真模型的制作方法，包括以下步骤：

(1)获取粗糙岩石裂隙结构面

选取表面具有粗糙结构面的石材；

(2)复制岩石裂隙结构面

对石材的粗糙结构面进行复刻，得到样板模；在样板模中浇筑透明树脂，待透明树脂完全固化后取出即形成带有粗糙节理面的透明仿真模型薄板；

(3)构建组装裂隙交叉结构

将带有粗糙节理面的透明仿真模型薄板按照节理面朝内堆叠放置，形成了水平裂隙，将另一块带有粗糙节理面的透明仿真模型薄板按照节理面与水平裂隙相对且垂直的方向靠在堆叠放置的透明仿真模型薄板的侧部即形成了垂直裂隙，得到仿真模具，垂直裂隙和水平裂隙相互交叉即形成交叉裂隙；

(4)岩石交叉裂隙仿真模型的固定

在水平裂隙的两侧分别固定有第一支撑臂，在垂直裂隙的两侧分别固定有第二支撑臂，采用两个第一支撑臂和两个第二支撑臂分别夹紧即实现了仿真模具的整体固定，第一支撑臂和其固定的透明仿真模型薄板围设成水平裂隙空间，第二支撑臂和其固定的透明仿真模型薄板围设成垂直裂隙空间。

优选地，所述步骤(1)中，石材的粗糙结构面可为自然形成也可是采用表面具有纹理的敲击锤敲击形成。