[发明专利]符合室内直剪试验要求的非规则原岩结构面试样的制作方法

说明书

一种符合试验要求的非规则外型原岩结构面的制作方法，选择模具尺寸，根据室内直剪试验要求及现场取得的非规则原岩结构面试样的形状和大小选择相应尺寸的模具；组装模具下盘、模具中、模具上盘并固定非规则原岩试样，在模具下盘内浇筑岩样下盘填充层；在模具中盘内形成结构面保护层；模具上盘内浇注岩样上盘填充层；并进行模具拆卸，浇筑的试样完全成型后，依次拆卸模具上盘、模具中盘和模具下盘；试样养护，待拆除后的试样放在恒温、恒湿的养护室内进行养护，直至达到养护龄期，取样后可进行室内直剪试验。本发明有效地制作出符合直剪试验要求的非规则原岩结构面试样，而且简单易行、操作方便、费用底、容易拆卸、便于试验研究。

技术领域

本发明涉及一种符合室内直剪试验要求的非规则原岩结构面试样的制作方法，适用于非规则原岩结构面抗剪强度特性的试验研究，属工程技术领域。

背景技术

岩体结构面为岩体中的断层、软弱层面、节理、软弱片理和软弱带等各种力学作用形成的破裂面和破裂带。由于原岩结构面取样难度大、成本高、周期长，造成结构面直剪试验常采用模型结构面来代替原岩结构面进行抗剪强度试验研究。模型结构面是根据原岩结构面的力学性质及表面形态等因素制作出与原岩结构面相似的试样用于直剪试验。由于岩石成因的复杂性以及原岩结构面表面形态的不确定性，通过相似材料依据相似比原理模拟制作的模型结构面试样与原岩结构面试样存在一定的差距，难以反映天然原岩结构面的固有物理力学特性。

直剪试验要求原岩结构面试样的外部形状是规则的，通常是方形结构面试样。原岩结构面一般赋存于岩体中，需要经过现场选样、切割、送输等环节才能制成符合直剪试验要求的规则结构面试样，费用高、工期长、难度大。然而由于结构面赋存深度、产状及位置等因素的复杂性常常难以获得规则的标准尺寸结构面试样，相比而言，出露地表的非规则外形(如多边形等)的原岩结构面更易在现场获得，而非规则外形的原岩结构面难以直接开展直剪试验，需要进行外部形状的处理。为了更好测试原岩结构面的抗剪强度特性，需将非规则外型的原岩结构面转化为规则形状的标准尺寸结构面试样。

发明内容

为了解决非规则原岩结构面制样困难，无法直接开展直剪试验和资源利用率低等不足，本发明提供一种有效地制作出符合直剪试验要求的非规则原岩结构面试样，而且简单易行、操作方便、费用底、容易拆卸、便于试验研究的符合室内直剪试验要求的非规则原岩结构面试样的制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种符合试验要求的非规则外型原岩结构面的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：

1)选择模具尺寸，根据室内直剪试验要求及现场取得的非规则原岩结构面试样的形状和大小选择相应尺寸的模具；

2)组装模具下盘，首先将两个L形侧板通过模具下盘L形侧板连接件进行连接，然后将连接好的侧板通过模具下盘底板与侧板连接件与模具底板连接；

3)组装模具中盘，首先通过旋转将模具中盘连接板与模具下盘侧板在同一垂直面内，然后通过旋转将第一模具中盘连接板与第二模具中盘连接板契合，并通过模具中盘侧板连接件将模具中盘四个侧板连接；

4)组装模具上盘，首先将两个上盘L形侧板通过模具上盘L形侧板连接件进行连接，最终形成无底无顶的方形盒；

5)固定非规则原岩试样，首先将非规则原岩试样置于模具中盘的中心位置，然后通过原岩固定件固定非规则原岩试样的位置，使之在模具中盘的中心位置；

6)根据实际情况选择岩样上、下盘填充层的现浇材料，然后开始制作岩样下盘填充层；

7)在模具下盘内浇筑下盘填充材料，其高度与模具下盘的上表面一致，浇筑的填充层作为岩样下盘填充层；

8)待岩样下盘填充层达到试验强度要求后，将模具上盘通过模具上盘定位连接件与模具中盘连接，然后向模具中盘内填满保护材料，形成结构面保护层；