[发明专利]考虑结构面网络的岩体物模试样及其制备方法与装置

权利要求书

1.考虑结构面网络的岩体物模试样制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、获取待模拟岩石的结构面网络数字化模型（1）；

步骤S2、制备完整岩体物模试样（2）；

步骤S3、根据S1获得的所述结构面网络数字化模型（1）采用高压水射流切割技术在所述完整岩体物模试样（2）上切割出与所述待模拟岩石中结构面网络形状大小相同的结构面网络槽体；

在所述结构面网络槽体中填充配置好的结构面充填材料，待结构面充填材料凝结后，获得含结构面网络的岩体物模试样；

步骤S3的具体过程如下：

步骤S31:根据步骤S1获得的所述结构面网络数字化模型（1）采用高压水射流切割技术在所述完整岩体物模试样（2）上切割出与所述待模拟岩石中结构面网络的X走向结构面形状大小相同的X走向结构面槽体（3），得第一中间岩体物模试样（4）；

步骤S32:在所述第一中间岩体物模试样（4）的X走向结构面槽体（3）中填充配置好的结构面充填材料，待充填材料初凝后，得第二中间岩体物模试样（5）；

步骤S33:根据步骤S1获得的所述结构面网络数字化模型（1）采用高压水射流切割技术在所述第二中间岩体物模试样（5）上切割出与所述待模拟岩石中结构面网络的Y走向结构面形状大小相同的Y走向结构面槽体（6），得第三中间岩体物模试样；

步骤S34:在所述第三中间岩体物模试样的Y走向结构面槽体（6）中填充配置好的结构面充填材料并固结，获得含结构面网络的所述岩体物模试样。

2.根据权利要求1所述的岩体物模试样制备方法，其特征在于，在所述X走向结构面槽体（3）和所述Y走向结构面槽体（6）切割过程中，所述X走向结构面槽体（3）和所述Y走向结构面槽体（6）与岩体物模试样的侧部存在设定的间距，以维持岩体物模试样结构完整。

3.根据权利要求1或2所述的岩体物模试样制备方法，其特征在于：采用工业CT或形貌扫描设备对含结构面网络的所述待模拟岩体进行扫描，获得毫米级以上的结构面网络轮廓，并将结构面网络轮廓经逆向处理获得其数字化模型。

4.根据权利要求1或2所述的岩体物模试样制备方法，其特征在于：将配置的岩体充填材料浇筑入试样制备模具（12），振捣初凝后，拆除模具的模板并养护，即得所述完整岩体物模试样（2）。

5.根据权利要求1或2所述的岩体物模试样制备方法，其特征在于，所述X走向结构面槽体（3）的具体切割过程如下：

将所述结构面网络数字化模型（1）输入高压水射流切割机（13）控制终端，并调整水射流参数和射流切割方向；

将所述完整岩体物模试样（2）固定在高压水射流切割机（13）的装样平台（131）上，开启高压水射流切割机（13），从所述完整岩体物模试样（2）的顶面至底面切割出X走向结构面槽体（3），得到所述第一中间岩体物模试样（4）；

同理，可以完成所述第二中间岩体物模试样（5）上Y走向结构面槽体（6）的切割。

6.根据权利要求5所述的岩体物模试样制备方法，其特征在于，所述X走向结构面槽体（3）中结构面充填材料的具体填充过程如下：

将所述第一中间岩体物模试样（4）匹配安装在密闭腔室（7）中，在所述密闭腔室（7）的顶部设有排浆孔（8），在所述密闭腔室（7）与所述第一中间岩体物模试样（4）接触的内顶面和内底面上均设有纵横交错布置的流道（9）；

将结构面充填材料注浆设备（10）通过注浆管（11）与所述密闭腔室（7）的内底面上的所述流道（9）连通，结构面充填材料经所述注浆管（11）注入所述流道（9），进而进入所述第一中间岩体物模试样（4）的X走向结构面槽体（3）中；

当所述密闭腔室（7）顶部的排浆孔（8）有浆液流出并排完空气后，封闭排浆孔（8），停止注浆并保压设定时间，待结构面充填材料初凝，即得所述第二中间岩体物模试样（5）；

同理，可以完成所述第三中间岩体物模试样上Y走向结构面槽体（6）中结构面充填材料的填充。

7.一种考虑结构面网络的岩体物模试样，其特征在于：采用权利要求1-6任一项所述的岩体物模试样制备方法制得。