[发明专利]一种仿制天然岩样的人造实验样品制作方法

权利要求书

1.一种仿制天然岩样的人造实验样品制作方法，其特征在于：包括以下步骤：现场取样：在需要施工现场取样岩体样品；样品扫描：采用CT扫描岩体样品，并建立岩体样品的三维模型，并确认孔洞、充填物、裂隙在三维模型中的位置；支护：使用支护装置成型隧道模型，并在支护装置上设置多个锚杆（1）；孔洞、裂隙模具制作：制作用于形成孔洞、裂隙的岩体模型；3D打印：将三维模型传输至3D打印机，通过3D打印机采用混凝土或水泥砂浆打印岩体样品的实验样品，在3D打印实验样品至孔洞或裂隙对应高度和位置时，将岩体模型放置于对应位置未凝固的混凝土或水泥砂浆后，继续进行3D打印，并成型；

上述孔洞、裂隙模具制作包括：根据三维模型中孔洞、裂隙的三维结构，采用溶解性的固体材料制成与孔洞或裂隙一致的岩体模型，并且岩体模型为中空结构，在岩体模型的内部填充有溶解岩体模型的溶剂；

所述支护装置包括模板座（4）和两个对称设置的模板机构，所述模板机构包括两个用于成型隧道结构的模板（5），两个所述模板机构的多个模板（5）形成弧形的板状结构，同一所述模板机构的两个所述模板（5）相互铰接，其中一个所述模板铰接于模板座（4），所述模板机构还包括用于控制两个模板转动的控制组件（6）；所述模板（5）包括呈弧形板状结构的板体（51）和多个相互铰接的支撑条（52），多个所述支撑条（52）相互平行，多个所述支撑条（52）可拆卸连接于板体（51）朝向弧形的开口一侧，多个所述支撑条（52）设置有至少一个用于使得多个支撑条（52）转动锁止的支撑件（53）；所述支撑件（53）设置有多个且多个支撑件（53）沿支撑条（52）的长度方向分布，所述支撑件（53）为呈弧形的条状结构，所述板体（51）固定连接有多个支撑管（511），所述支撑管（511）插设于支撑条（52），所述支撑件（53）穿设有多个分别一一对应螺纹连接于支撑管（511）的支撑螺栓（531），所述模板（5）的至少一个支撑件（53）铰接同一模板机构上另一个模板（5）的至少一个支撑件（53）；所述支撑条（52）长度方向的两侧边沿分别开设有多个沿长度方向分布的支撑口（521）且固定连接有多个支撑块（522），所述支撑块（522）插设于相邻支撑条（52）上的支撑口（521）内，同一所述支撑条（52）上的多个支撑块（522）穿设有支撑连接杆（54），所述支撑连接杆（54）穿设于所在支撑块（522）插设的支撑口（521）；所述控制组件（6）包括伸缩件一（61）和伸缩件二（62），所述伸缩件一（61）的伸缩端和固定端分别铰接于同一模板机构的两个模板（5），所述伸缩件二（62）的伸缩端和固定端分别铰接于模板（5）和模板座（4）。

2.根据权利要求1所述的一种仿制天然岩样的人造实验样品制作方法，其特征在于：所述岩体模型采用PVC制成，且所述岩体模型内部填充的溶剂为可溶解PVC的有机溶剂。

3.根据权利要求2所述的一种仿制天然岩样的人造实验样品制作方法，其特征在于：所述岩体模型包括壳体（2）和封堵块（3），所述壳体（2）开设有连通内部的入料孔（21），所述封堵块（3）卡设于入料孔（21）内；

所述3D打印：还包括在3D打印实验样品至孔洞或裂隙对应高度和位置时，将溶剂充入至壳体（2）内，并将封堵块（3）卡设于入料孔（21）内。

4.根据权利要求1所述的一种仿制天然岩样的人造实验样品制作方法，其特征在于：所述支撑连接杆（54）呈阶梯轴状结构，所述支撑连接杆（54）的小端穿设于支撑块（522）和支撑口（521），所述支撑连接杆（54）的大端插设并螺纹连接于其中一个支撑块（522）。

5.根据权利要求1所述的一种仿制天然岩样的人造实验样品制作方法，其特征在于：所述模板座（4）设置有用于控制两个控制组件（6）间距的底座组件（7），所述底座组件（7）包括伸缩座一（71）、滑移连接于伸缩座一（71）的伸缩座二（72），两个所述控制组件（6）的伸缩件二（62）分别一一对应铰接于伸缩座一（71）和伸缩座二（72），所述伸缩座一（71）和伸缩座二（72）设置有用于可拆卸连接模板座（4）的连接件（73）。