[發(fā)明專利]一種含真實裂紋巖石試件注漿性能試驗方法與裝置

在審

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113203616A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉欽節(jié);楊科;付強;吳犇牛
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/08
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發(fā)明公開了一種含真實裂紋巖石試件注漿性能試驗方法與裝置，具體來說是提供一種針對φ50mm×100mm的標(biāo)準(zhǔn)巖石試件進(jìn)行單軸或三軸物理力學(xué)性能測試獲得原始巖石試件力學(xué)性能和真實破壞裂紋，然后對含有真實裂紋的巖石試件進(jìn)行注漿加固，待漿液完全固化穩(wěn)定后對其進(jìn)行力學(xué)能測試的試驗方法，并公開了相應(yīng)試驗測試裝置，涉及到礦產(chǎn)能源及巖石力學(xué)工程試驗測試技術(shù)領(lǐng)域。該發(fā)明產(chǎn)品主要涉及對含有真實裂紋巖石試件準(zhǔn)備、注漿加固并開展其力學(xué)性能試驗測試等方法和可用于該方法的主要測試裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦產(chǎn)能源及巖石力學(xué)工程試驗測試技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種含真實裂紋巖石試件注漿性能試驗方法與裝置。

背景技術(shù)

巖體工程實踐中普遍存在較多的破碎巖體承載狀態(tài)，特別是深部礦井開采過程中遇見的破碎軟巖巷道、硐室或工作面圍巖，通常不能滿足工程實際需要。注漿加固法是破碎巖體強度加固和工程圍巖控制的重要手段之一。不同的注漿參數(shù)和工藝過程均將極大地改變注漿加固體的界面特征與力學(xué)性能，進(jìn)而影響注漿破碎巖體的綜合力學(xué)性能和工程巖體穩(wěn)定性。因此，設(shè)計并研發(fā)符合真實工程破碎巖體條件的注漿加固試驗裝置，用以研究不同注漿參數(shù)對注漿體試件的力學(xué)特性與失穩(wěn)模式，對于優(yōu)化注漿材料參數(shù)和工藝流程，探索破碎巖體注漿體加固機理，進(jìn)而推動破碎注漿巖體工程應(yīng)用具有重要意義。

破碎軟巖注漿加固是一個涉及材料科學(xué)、應(yīng)用地質(zhì)、巖石力學(xué)、工程活動等諸多因素的復(fù)雜非線性難題。目前，很多專家學(xué)者都從理論分析、室內(nèi)試驗測試、數(shù)值模擬等方面開展大量研究工作，結(jié)果表明試驗測試是研究破碎巖體注漿加固主要影響因素，揭示加固機理的最有效的技術(shù)手段。然而，試驗研究過程中對于注漿加固試件的處理上存在明顯不足之處：其一，采用通用的建筑用碎石、石子等材料通過各種漿液進(jìn)行人工預(yù)制試件進(jìn)行測試分析，該類方法只能模擬含隨機多裂紋體的類巖石材料試件的性能測試(CN201110401994.4)，不能準(zhǔn)確描述工程巖體自身存在的節(jié)理裂隙等不足，存在測試對象與實際工程破碎巖體不符等問題；其二，研究裂隙、孔洞等弱面對注漿加固效果的影響過程中，采用鉆孔、線切割或其他人為預(yù)制裂縫的方式(CN201710116338.7和CN201710116338.7)進(jìn)行，無法反映巖石試件本身的強度薄弱位置，致使注漿加固試驗不能準(zhǔn)確地模擬巖石受力破碎造成的真實節(jié)理弱面特征的影響對注漿加固效果的影響。

因此，研發(fā)一種符合工程破碎巖體真實裂紋條件的注漿加固試驗方法和相應(yīng)裝置，用以研究不同注漿參數(shù)對注漿體試件的力學(xué)特性與破壞模式，評價分析注漿加固效果，揭示破碎巖體注漿加固機理，進(jìn)而優(yōu)化注漿材料參數(shù)和工藝流程，對推動破碎注漿巖體工程應(yīng)用具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種含真實裂紋巖石試件注漿性能試驗方法與裝置，旨在解決上述技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種含真實裂紋巖石試件注漿性能試驗方法，包括以下步驟：

S1、制作標(biāo)準(zhǔn)尺寸的巖石試件，利用剛性巖石力學(xué)試驗機對所述巖石試件進(jìn)行單軸或三軸力學(xué)性能測試；

S2、對S1測試后所述巖石試件的破壞形態(tài)進(jìn)行描述分析和測試結(jié)果的計算處理；

S3、基于S2中的含真實裂紋的所述巖石試件，進(jìn)行注漿加固處理；

S4、針對S3獲得的注漿加固試件，再次重復(fù)S1的操作程序；

S5、針對S4測試后的所述注漿加固試件，再次重復(fù)S2的操作程序；

S6、對比分析S2和S5中的力學(xué)性能及破壞裂紋特征，獲得注漿加固性能，進(jìn)而分析漿液特性、裂紋分布情況及裂紋表面特征對所述巖石試件注漿加固性能的影響，進(jìn)而揭示破碎巖石試件注漿加固機理。