[发明专利]一种含3D打印裂隙的透明类岩石材料的打磨抛光方法

说明书

本发明属于岩石工程领域，涉及一种含裂隙和孔洞透明类岩石材料打磨抛光方法。本发明针对目前透明类岩石材料制作方法中的不足与缺陷，提供了一种透明类岩石材料打磨抛光方法，采用3D打印椭圆形薄片充当岩石中的裂隙，具有精度高的特点。本发明可以有效的保留不饱和树脂脆性好、拉压比大的特点，通过采用水晶树脂A胶和水晶树脂B胶镀层后，不饱和树脂固化件表面光洁透明，可以很好地进行照相和录像记录实验过程。

技术领域

本发明属于岩石工程领域，涉及一种含裂隙和孔洞透明类岩石材料打磨抛光方法。

背景技术

岩石经历了漫长地质构造作用，内部存在大量的裂隙和孔洞等缺陷，改变了岩石的力学特性，降低了岩石的极限承载能力，容易发生坍塌和岩爆等工程灾害。由于自然界中的岩石处于复杂的地质活动中，所处的受力环境不尽相同,岩石中裂隙的形状以及赋存方式千差万别。因此开展含不同形状片状裂隙和复杂裂隙网络等缺陷介质破坏行为的研究，具有重要的学术和工程意义。

在研究工程岩石力学特性和破裂特征规律时，采用实验室试验是一种有效的方法，由于工程岩石预制裂隙和观察裂隙扩展方面的困难。采用人工制备的含裂隙和孔洞的透明类岩石材料代替天然岩石是一种有效的手段。采用脆性好的材料能够更好地模拟岩石材料的力学特性，而选用透明度良好的材料便于观测内部裂隙扩展形态和扩展规律。目前国内科研人员大多采用不饱和树脂材料作为类岩石材料，不饱和树脂材料固化后具有脆性好、拉压比较大、成本低等特点，但是其在固化过程中，需要在模具上涂抹凡士林和硅油等脱模剂，有一些试验还需要多次固化，因此在不饱和树脂固化后试件与模具接触的侧表面和底面存在一些缺陷和固化剂残留。由于不饱和树脂特有的性质，在固化后不饱和树脂顶面，与空气接触面，存在一层油性薄层，类似于毛玻璃表面。因此对于试验人员采用照相机或者摄像机拍摄试验结果时，存在很大的问题，对于实验结果的分析也非常不便利。

因此在保留不饱和树脂试件的优良的脆性的基础上，通过对固化后试件进行打磨、抛光、镀层，得到高透明的试件，对于科研具有重大的意义。

发明内容

本发明针对目前不饱和树脂固化试件表面质量问题，提供了一种对含3D打印裂隙透明类岩石试件的打磨、抛光、镀层方法，通过本方法可以改善不饱和树脂固化后透明类岩石材料表面质量，得到光洁、透明的含裂隙类岩石材料。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种含裂隙透明类岩石材料打磨、抛光、镀层方法，采用449型树脂、异辛酸钴促进剂、过氧化甲乙酮固化剂固化后的试件作为类岩石材料，采用3D打印的椭圆形薄片模拟岩石中的裂隙，采用水晶树脂A胶和水晶树脂B胶作为镀层材料；

步骤1制备含裂隙透明类岩石材料；

(1-1)制备框架模具；

采用有机玻璃板作为隧道模型的框架模具，将5块玻璃立板组成顶部开口的盒子；根据预制备裂隙的数量和尺寸，通过CAD制图预先设计出裂隙模型在有机玻璃板框架模具中的定位，并在对应的玻璃板上设计隧道孔道和裂隙模型的定位孔，然后根据CAD制图设计，通过激光切割在有机玻璃板框架模具上制作出隧道孔道和裂隙模型的定位孔；

(1-2)3D打印椭圆形裂隙；

通过ProE绘制椭圆形裂隙三维视图，采用3D打印打印绘制的模型，打印材料使用聚乳酸高分子塑料；

(1-3)裂隙模型的定位；

利用牵线法定位作为作为裂隙模型的椭圆形薄片：具体如下：利用步骤(1-1)中有机玻璃板上切割制作的裂隙模型定位孔，采用柔软的棉线顺次穿过每个隧道孔道模型定位孔及定位于有机玻璃板框架模块内的椭圆形裂隙模型；从而在有机玻璃板的框架模具内定位作为作为裂隙的椭圆形薄片，脱模后形成含裂隙的透明类岩石材料；

(1-4)含裂隙透明类岩石材料的成型；