[发明专利]一种用于动态光弹性实验的层状材料及制作方法

权利要求书

1.一种动态光弹性实验的层状材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、测量组成层状岩体的各层岩石的力学参数，获得组成层状岩体的各层岩石的各项物理力学参数；

b、根据测得的各层岩石的物理力学参数，确定各层相应的混合溶液原料配比；按照所确定的混合溶液原料配比依次配制各层混合溶液，80℃水浴条件下充分搅拌；

c、将第一层混合溶液倒入模具，恒温初步固化；初步固化温度为80℃，恒温2小时；

d、初步固化后，在模具外安装夹具，将第二层混合溶液倒入模具，恒温初步固化；

初步固化温度为80℃，恒温2小时；

e、重复步骤c和d，直到每一层混合溶液都浇注完成；

f、浇注完成后对层状环氧树脂材料进行加热固化；

g、固化后对层状环氧树脂材料进行褪火。

2.根据权利要求1所述的用于动态光弹性实验的层状材料制作方法，其特征在于，所述a步骤中，通过对各岩层标准试件进行力学参数测定，包括单轴压缩试验、剪切试验、劈裂试验和应变片电测试验，获得层状岩石各层岩石材料的力学参数，包括弹性模量、抗压强度、抗拉强度、泊松比、内摩擦角、粘聚力。

3.根据权利要求1所述的用于动态光弹性实验的层状材料制作方法，其特征在于，所述b步骤中，混合溶液的配制原料有环氧树脂、甲基六氢苯酐、促进剂DMP-30、环氧树脂消泡剂、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯；对不同配比混合溶液制作得到的环氧树脂标准试件进行单轴压缩试验、剪切试验、劈裂试验和应变片电测试验等力学参数测试，探讨不同配比的混合溶液制作得到的环氧树脂材料的材料力学参数变化规律；根据模型实验的相似原理，确定与实际层状岩体各层岩石材料力学参数相对应的环氧树脂材料混合溶液的配比值，为后期浇注层状环氧树脂光弹性材料做准备。

4.根据权利要求1所述的用于动态光弹性实验的层状材料制作方法，其特征在于，所述b步骤中，环氧树脂混合溶液配比为环氧树脂：甲基六氢苯酐：增塑剂邻苯二甲酸二丁酯：促进剂DMP-30：环氧树脂消泡剂＝250：155～205：0～38：3：1。

5.根据权利要求1所述的用于动态光弹性实验的层状材料制作方法，其特征在于，所述b步骤中，首先根据确定的配比制备第一层混合溶液，按照原料配比称量所需的各种原料，先将环氧树脂倒入烧杯中，再依次加入甲基六氢苯酐、增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、促进剂DMP-30、环氧树脂消泡剂，在80℃水浴条件下搅拌混合溶液；搅拌速率80-100r/min为宜；人工搅拌至浮在表面的溶液与下层混合均匀，随后在80℃水浴条件下继续用水浴恒温搅拌仪搅拌30分钟；整个搅拌过程均在封闭条件下完成，室温不低于25℃，在搅拌过程中，应及时擦拭搅拌棒上因水浴加热产生的水汽，避免水汽滴落在混合溶液中。

6.根据权利要求1所述的用于动态光弹性实验的层状材料制作方法，其特征在于，所述c步骤中，所述模具为双层钢化玻璃材质，双层钢化玻璃内表面均匀喷洒环氧树脂脱模剂LP-1309，双层钢化玻璃之间用封条隔开并用特制胶粘至玻璃左右下三侧边缘，保持双层玻璃间间距相同，特制胶粘合封条与钢化玻璃后用大号夹子夹紧，于室温下静置48小时或于烤箱80℃烘烤4小时至完全定型硬化，再拆除模具上的大号夹子。

7.根据权利要求1所述的用于动态光弹性实验的层状材料制作方法，其特征在于，所述c步骤中，将搅拌好的第一层混合溶液快速沿模具内壁倒下，使混合溶液成股流下，避免混合溶液浇注时产生气泡影响后续实验效果；浇注过程中，可将模具水平放置，或者制造一定角度的倾角；整个浇注过程保证在2分钟内完成，避免浇筑时间过长导致混合溶液温度降低，造成其流动性降低，使模具内混合溶液的上液面出现不平整的现象。