[发明专利]一种软弱错动带人工制样装置及方法

权利要求书

1.一种软弱错动带人工制样装置，其特征在于：所述软弱错动带人工制样装置包括压力装置和充填室，所述充填室内设有上盘节理岩体和下盘节理岩体以及充填在充填室的内部空间的充填材料，所述压力装置与充填室之间设有输气管，所述输气管上从压力装置的一端到充填室的一端之间依次设有通气阀和压力表；

所述充填室包括钢板和螺栓，所述钢板和螺栓形成充填室的密闭空间。

2.根据权利要求1所述的软弱错动带人工制样装置，其特征在于：所述压力装置为储气瓶。

3.根据权利要求1所述的软弱错动带人工制样装置，其特征在于：所述钢板的连接处设有充填硅胶以保证充填室内的气压密闭性。

4.一种软弱错动带人工制样方法，其特征在于：所述软弱错动带人工制样方法基于权利要求1-3中任意一项所述的软弱错动带人工制样装置，并包括如下步骤：

（1）采样

选择具有良好施工条件和岩体条件的部位进行钻孔取芯，由于小型水钻机或重型地质钻机在钻进的过程中，由于钻筒与岩土体摩擦生热，需要持续加水降温润滑，钻筒内的岩样在加水过程中回转扰动，岩样内的软弱充填物将被冲刷，最终只剩下上下盘节理岩体及泥屑；

岩样取出后，利用高压水枪将其中的泥屑冲刷干净，将上、下盘节理岩体分开；

试样尺寸为150 mm × 150 mm × 150 mm，并且这些岩样都取自同一位置以确保力学性质的统一；另外，岩样取自掌子面附近，确保没有受到风化的影响；

（2）制样

压力装置为一个充满压缩氮气的储气瓶，能够在充填过程中提供稳定的空气压力，以保证充填的密实度；

充填材料主要由水泥和水按照一定的比例进行配置，水泥强度等级和配比主要根据现场层间错动带内充填物质的泥化程度进行配置；

充填材料首先需要在搅拌器中进行完全地搅拌，然后将下盘节理岩体放入到充填室中，并向其中注入充填材料，待充填材料淹没下盘节理岩体，达到预设高度时，放入上盘节理岩体，之后继续浇筑充填材料，直至淹没上盘节理岩体；

采用钢板和螺栓封闭充填室，打开通气阀，向充填室内注入高压气体，促使充填材料进入到上下盘之间的孔隙中，达到进一步密实的效果；在此过程中，压力保持在0.5~1 MPa，维持0.5~1个小时；

充填完毕后，取出试样，并进行28天的养护；

由于层间错动带主要考察剪切力学特征，其剪切破坏主要发生在软弱充填物，因此剪切破坏后，继续利用上、下盘节理岩体进行重新充填，重复上述实施步骤，实现对不同充填材料的错动带制作，以满足试验测试的需要。