[发明专利]一种开挖扰动下围岩裂隙预制系统及注浆试件制作方法

说明书

本发明公开了围岩裂隙预制系统技术领域的一种开挖扰动下围岩裂隙预制系统及注浆试件制作方法，包括提供系统主体框架及制备试件成型的试件预制模具、用于预留多种形态裂隙孔洞的裂隙预制材料与用于精确定位裂隙三维空间位置的裂隙定位装置，裂隙预制材料位于试件预制模具的内部，裂隙定位装置位于试件预制模具的顶端；试件预制模具包括U形底板、前侧板、后侧板与前后各两个插销，U形底板的上端面靠近前后端的位置均开设有纵向U形槽，本发明可依据围岩裂隙原型情况设计裂隙预制材料形态，利用裂隙定位装置将其精确固定在试件预制模具中，再浇筑预制的混领土材料，凝固成形，设计合理、结构简单、精确度高的特点，适用性广。

技术领域

本发明涉及围岩裂隙预制系统技术领域，具体为一种开挖扰动下围岩裂隙预制系统及注浆试件制作方法。

背景技术

近年来，随着地下建设工程的发展迅猛,巷道围岩在掘进过程中的失稳变化特征及巷道围岩支护技术越来越受业内人士的关注。巷道围岩内部本就遍布着节理裂隙，受开挖扰动的影响，围岩内部应力分布发生变化，使得微裂隙不断扩张发育。部分应力集中区裂隙持续扩张至彼此贯通，形成宏观裂隙，引起岩体失稳，严重影响了采掘进度，增加了生产成本，威胁着矿井的安全生产。现有的提高围岩稳定性的方法中，注浆加固技术凭借其操作方便、适应性强、支护效果佳的特点而被广泛应用。为探明注浆后岩石-浆液结石复合材料的力学性能及破断规律，常采取灌浆后的岩石试样做室内力学测试，然而现场钻取法受围岩结构面分布的随机性影响，试验结果往往不具规则性，故有必要对开挖扰动下围岩裂隙形态特征进行模拟，以制作出符合实际裂隙条件的试验用注浆试件。

国内外众多学者采用现场调研、地球物理勘查、数值模拟、反演等方法对开挖扰动下围岩裂隙形态进行了描绘，为围岩裂隙形态的预制提供了参考。

现有的围岩裂隙预制系统及注浆试件制作方法具有以下不足：

1、现有的围岩裂隙预制系统对裂隙的预制大都是随机性的，裂隙的形态大小、空间位置及裂隙间联通性均无法控制，更无法还原围岩裂隙原有形态；

2、现有的围岩裂隙预制系统对裂隙位置确定较为简单、不够精确，或设置的精准定位装置过于复杂、难以操作、具有针对性，不适合广泛运用；

3、现有的利用围岩裂隙预制系统制备注浆试件的制作方法对预制裂隙形态没有要求，无法模拟出开挖扰动下围岩裂隙真实的形态特征，所得结果与实际情况具有较大差距，无法准确反映现场应用情况。

基于此，本发明设计了一种开挖扰动下围岩裂隙预制系统及注浆试件制作方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开挖扰动下围岩裂隙预制系统及注浆试件制作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种开挖扰动下围岩裂隙预制系统，包括提供系统主体框架及制备试件成型的试件预制模具、用于预留多种形态裂隙孔洞的裂隙预制材料与用于精确定位裂隙三维空间位置的裂隙定位装置，裂隙预制材料位于试件预制模具的内部，裂隙定位装置位于试件预制模具的顶端；

试件预制模具包括U形底板、前侧板、后侧板与前后各两个插销，U形底板的上端面靠近前后端的位置均开设有纵向U形槽，前侧板和后侧板分别嵌入相对应的纵向U形槽的内部，前后各两个插销通过若干个铆钉将前侧板和后侧板分别与U形底板的前后端连接；

裂隙预制材料包括圆柱形金属块与水溶性裂隙材料；

裂隙定位装置包括横向定位滑杆与金属螺纹刻度杆，横向定位滑杆的下端面靠近两端的位置均固定安装有滑块，横向定位滑杆的上端开设有三排镂空滑动槽，镂空滑动槽的上端可滑动连接有若干个滑动螺母，金属螺纹刻度杆贯穿在滑动螺母的内部。