[發明專利]一種含孔隙裂隙試件的制備裝置及制備方法

在審

• 申請號: 202010571453.5
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111551415A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 孫中學;李宏艷;舒龍勇;郝晉偉;王維華;崔聰;張慧杰
• 申請（專利權）人: 煤炭科學技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發明涉及一個含有裂隙試件的制備裝置及制備方法，裝置包括圓筒、固定環、固定片、固定網、溫感水溶線等。利用溫感水溶線在特定溫度下溶于水的特點，用溫感水溶線模擬裂隙。首先將溫感水溶線按照裂隙參數固定于模具中，然后往模具中填入混凝土，待混凝土完全凝固后，脫模，將試件浸入水中，水溫高于溫感水溶線溶解溫度，溫感水溶線溶于水后，空置空間即為裂隙。裝置構成簡單，操作簡便，采用溫感水溶線模擬裂隙，能夠保證制作出的裂隙完全達到設計的要求。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，具體涉及一種含孔隙裂隙試件的制備裝置及制備方法。

背景技術

天然煤巖體中含有大量的節理裂隙，在實驗室開展相關研究時，為簡化變量，會制作含有節理裂隙的試件來模擬天然煤巖體，目前制作含有節理裂隙的煤巖體通常的做法是：制作方形或者圓形模具，在模具特定位置放置金屬片或其他材料，往模具中注入混凝土或類似材料，在填充材料即將凝固時取出金屬片，利用金屬片取出后的空間模擬天然煤巖體裂隙。這種做法的缺點是：取出金屬片的時間難以掌握，取出時間過早時，混凝土尚未完全凝固，混凝土會填充金屬片取出后的空間；金屬片取出時間過晚時，混凝土已經完全凝固，金屬片難以取出甚至無法取出；最終導致模擬的裂隙達不到設計的要求。現有的制作方法均模擬片狀裂隙，對于模擬單個裂隙非常少見。因此，本發明提出一種孔隙裂隙試件的制備裝置及方法解決上述問題。

發明內容

為了解決當前制作含有節理裂隙的煤巖體的裂隙達不到設計的要求且現有制作裂隙均為片狀裂隙的技術問題，本發明提供一種含孔隙裂隙試件的制備裝置及方法，可適用于模擬煤、巖石、混凝土各種天然材料的含裂隙試件的制作，裝置構成簡單，操作簡便。

一種含孔隙裂隙試件的制備裝置，所述制備裝置包括圓筒、固定環、固定片、固定網和溫感水溶線，所述圓筒為兩端開口的圓柱形，圓筒底端的固定片、固定網和圓筒底端通過螺釘固定連接，圓筒頂端的固定環、固定網和圓筒頂端通過螺釘固定連接，所述溫感水溶線為長線段、小碎段或長線段與小碎段混合設置于圓筒內部。

進一步地，所述固定片為圓餅狀，所述固定環為圓環狀，所述固定片和固定環上分別設置4個螺孔。

進一步地，所述的固定網由方格組成，在圓筒底端，4個螺釘依次穿過圓筒底端邊緣、固定網和固定片上的螺孔進行固接，在圓筒頂端，4個螺釘依次穿過固定環、固定網和圓筒頂端邊緣進行固接。

進一步地，長線段的溫感水溶線為一條上下直徑相同的溫感水溶線或上下不同直徑的溫感水溶線搭載在一起的溫感水溶線，所述圓筒內可設置單條或多條溫感水溶線。

進一步地，小碎段的溫感水溶線的長度相同或不同，直徑相同或不同。

一種含孔隙裂隙試件的制備方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1、選擇所述制備裝置零部件，根據模擬裂隙的參數進行選擇圓筒、固定環、固定片和固定網以及溫感水溶線的尺寸；

步驟2、安裝孔隙裂隙試件的制備裝置，采用4個螺釘依次穿過圓筒底端邊緣、固定網和固定片進行固接，再采用4個螺釘依次穿過固定環、固定網和圓筒頂端邊緣進行固接；

步驟3、安裝溫感水溶線并向圓筒內充填填充材料；

步驟4、圓筒內的充填材料完全凝固后，將兩端的螺釘旋下脫模取出試件；

步驟5、將試件浸入水浴中，水溫高于且保持溫感水溶線的溶解溫度，待水完全浸入試件后，取出試件待用，含孔隙裂隙試件制備完成。

進一步地，所述步驟3中溫感水溶線的安裝及填充材料的充填方法具體為：

所需溫感水溶線為長線段時，根據裂隙的數量、傾角和互相之間連通狀態，將長線段的溫感水溶線兩端分別固定在圓筒兩端的固定網上，并向圓筒內充填填充材料；