[發明專利]一種變組構非貫通節理類巖石試樣制備裝置

在審

• 申請號: 202010080945.4
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN111089773A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 崔潔;張友良;路平;李良勇;鐘玉文;吳辰懿;鄭玉鳳;伍書重
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 李斌

本發明涉及了一種變組構非貫通節理類巖石試樣制備裝置，包括制樣盒、定位網架；定位網架通過第一連接件固定在制樣盒上；定位網架的網線上安裝有多個變角度插片夾持器，變角度插片夾持器的底側固定有插片；定位網架的網線上設有刻度線，變角度插片夾持器包括安裝在網線上的第二連接件、與插片連接的第三連接件；第三連接件與第二連接件為可轉連接；第二連接件底側還固定有方位刻度盤。本發明的一種變組構非貫通節理類巖石試樣制備裝置，實現具有不同張開度、方位、間距和連通率等組構特征的非貫通節理類巖石試樣方便快捷的制備，可更深入全面地研究非貫通節理巖體力學特性，從而優化節理巖體工程施工和支護方案，確保節理巖體穩定性。

技術領域

本發明涉及非貫通節理類巖石室內模擬試驗領域，特別是涉及一種變組構非貫通節理類巖石試樣制備裝置。

背景技術

節理巖體是在水利、交通、采礦和石油開采等工程中廣泛出露的一類復雜工程介質。在漫長的成巖和地質構造活動的作用下，巖體內部發育有大量的軟弱片理、節理、層理、斷層、軟弱帶等多尺度結構面。通常意義上的節理巖體即是指被Ⅳ級結構面切割的巖體，該級結構面延伸性差，具有遍布性、非連續性和隨機性等典型的組構特征，它們是構成巖塊的邊界面，控制著巖體結構的完整性及其空間各向異性力學特性。由于非貫通節理在巖體中普遍發育且數量眾多，所以節理網絡控制下巖體結構劣化行為所引發的巖體結構性失穩破壞現象十分普遍和突出，這對工程的順利建設構成了極大的安全隱患和威脅。所以弄清楚非貫通節理巖體的變形破壞特性對優化節理巖體工程的施工支護措施，保證工程的穩定性至關重要。

由于節理的存在和室內試驗試樣尺寸的限制，難以從現場直接獲取含有非貫通節理的原狀試樣進行室內試驗；同時，現場試驗費時費力、花費高且不可控因素多。所以借助在類巖石材料中預制節理，制備非貫通節理試樣并進行室內力學試驗，是目前研究非貫通節理巖體力學特性的重要手段，相應的制樣裝置也不斷產生。

申請號為201310641618.1的中國發明專利《斷續裂隙巖體模擬試件的制作模具及方法》公開了一種成組斷續裂隙巖體模擬試樣的制作模具和方法，該模具通過激光加工技術對制樣盒的頂部蓋板和底部蓋板進行刻槽，以控制金屬片的插入位置，以實現斷續裂隙的預制。不同裂隙組構特征的模擬試件制備需要制備一套具有相同組構特征的刻槽蓋板和頂板，制樣盒利用率低，材料浪費嚴重。

申請號為201511019619.8的中國發明專利《一種基于3D打印技術的非貫通裂隙巖體試樣的制備方法》公開了一種基于3D打印技術的非貫通裂隙巖體試樣的制備方法，該方法雖能夠實現不同組構特征裂隙巖體試樣的制備，但是制樣和拆模過程復雜、制樣成本高較高，且受3D打印裝置和技術的限制，目前還很難推廣應用。

申請號為201610621374.4的中國發明專利《一種相似材料巖體試樣斷續節理精確定位制作裝置》公開了一種預制含單條變方位的斷續節理相似材料巖體試樣的制作裝置。該裝置不能制備具有多條或多組復雜節理網絡結構的相似材料巖體試樣。

申請號為201610517486.5的中國發明專利《一種制作含非貫通型裂隙的類巖石試樣的模具》公開了一種預制含兩條變方位非貫通型裂隙的類巖石試樣模具。該模具僅限于制備位置固定的兩條角度可調的非貫通型裂隙，同樣無法實現具有復雜且可變的節理組構特征的類巖石試樣的制備。

申請號為201711446778.5的中國發明專利《一種內部含非貫通結構面相似材料模型的制作方法及裝置》公開了一種內部含非貫通結構面的相似材料的制作方法及裝置，該方法和裝置主要利用3D打印技術制備具有高精度結構面表面特征的結構面模具，實現含有單條非貫通結構面相似材料模型的制作，未實現具有復雜組構特征非貫通節理試樣的制備。