[发明专利]一种随机裂隙试验模型的制备方法

摘要

本发明公开了一种随机裂隙试验模型的制备方法，其通过将不同厚度、不同大小以及不同数量的裂隙碎片随机掺入到连续介质体模型材料中，以制备出能够有效模拟岩体裂隙、节理等天然结构特征，以及非均质特性的岩体随机结构特征分布和复杂力学环境的非均质特性的试验模型，以此进行随机裂隙岩体的模拟试验。本发明模型制备过程简单、操作简便，相对于现有技术，其制备出的岩体模型与工程岩体更接近，试验结果与岩体真实情况更加贴合。本发明的随机裂隙试验模型的制备方法，可适用于大型相似模拟试验，尤其是涉及到相似模拟矿压观测、非均质岩层流固耦合模拟实验、破碎煤岩体开挖模拟试验等对岩层有结构要求等的模拟试验模型的制备。

主权项

1.一种随机裂隙试验模型的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a.在工程岩体分区基础上，对分区岩体内的裂隙网络几何信息结构要素进行地质情况统计，现场取出岩样并测试出岩样弹性模量和单轴抗压强度，以及单位体积所含的裂隙数目；b.根据统计出的地质情况，确定实验模型的几何相似比Cl、容重相似比Cγ、强度相似比CR=Cl×Cγ、弹性模量相似比CE=Cl×Cγ，并以此确定模型的具体尺寸、骨料、胶结材料的原料及配比；c.将裂隙薄片剪成任意形状的碎片，按照工程岩体中统计出来的裂隙数量及体积百分比确定出模型制作原料中所需加入的裂隙碎片的加入量；将骨料和胶结材料组成的混合料加水在搅拌筒内搅拌均匀，备用；然后将骨料、胶结材料和裂隙碎片组成的混合料加水在搅拌筒内搅拌均匀，备用；d.在相似模拟平台刚性模具的底壁预先铺设不含有裂隙薄片的混合料后，依次将搅拌均匀的含有裂隙碎片的混合料倒入相似模拟平台刚性模具中，进行试样的逐层铺设；每铺设一层试样，先用平铲将混合料铺平，再利用平台自带的三向加压系统压实；其中，在试样的最上层铺设不含有裂隙薄片的混合料；在试样与相似模拟平台刚性模具各壁面的接触处，均铺设不含有裂隙薄片的混合料；e.脱模取出试样，置于通风、阴凉、干燥处一周左右，进行自然风干即成。