[发明专利]一种岩石三维自然结构面的制作方法

摘要

本发明公开了一种岩石三维自然结构面的制作方法，包括如下步骤：(1)野外目标原岩自然结构面获取；(2)三维自然结构面形貌数据变换；(3)投影加深粗加工和曲面精雕刻过程；(4)制作的岩石自然结构面质量检验。一方面本发明方法将结构面形貌数据直接雕刻在岩石上，利用含有三维自然结构面的岩石进行试验，克服了现有结构面制备技术制样过程中相似材料不能完全模拟和反映自然岩体结构面力学特性的弊端，从而使室内试验结果能够更真实可靠的反映原岩结构面的力学特性；另一方面，本发明方法雕刻结构面精度有保障，制作流程简便，不需要耗费大量人力和时间。

主权项

1.一种岩石三维自然结构面的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)野外目标原岩结构面形貌数据的获取：在野外原岩结构面(1)上选取野外目标原岩结构面(2)，并在野外目标原岩结构面(2)的上、下、左、右共贴四个标靶点(3)，利用手持式三维激光扫描仪对野外目标原岩结构面(2)和标靶点(3)进行扫描，然后将扫描得到的结构面形貌点云数据导入到点云处理软件，利用该软件自动识别标靶点，并根据四个标靶点确定扫描结构面形貌点云数据基准面的坐标系；(2)三维自然结构面形貌数据的变换：在三维设计软件中将步骤(1)中得到的野外目标原岩结构面形貌点云数据进行顶部聚中后得到结构面三维重构下盘模型，再将步骤(1)得到的野外目标原岩结构面形貌点云数据进行Z向镜像和竖直镜像转换后顶部聚中生成相吻合的结构面三维重构上盘模型；(3)将步骤(2)生成的野外目标原岩结构面三维重构上盘模型、结构面三维重构下盘模型在三维设计软件中生成刀具路径文件后读入到雕刻机数控软件中，然后将符合室内试验仪器尺寸的岩块(6)用热熔胶固定在雕刻机上，在雕刻机刀具与岩块原点对中后进行三维自然结构面雕刻，其中雕刻过程分为第一步投影加深粗加工和第二步曲面精雕刻，其中曲面精雕刻刀具路径间距比投影加深粗加工刀具路径间距小一个数量级；(4)制作的岩石自然结构面质量检验：将步骤(3)制作的岩石三维自然结构面试样通过三维激光扫描获得其表面形貌的点云数据，将野外目标原岩结构面形貌点云数据与雕刻得到的岩石结构面形貌点云数据进行对齐配准处理，并基于允许公差设定值不超过扫描仪器精度的原则进行岩石自然结构面的合格性质量检验。