[发明专利]含差异接触状态非贯通节理相似材料试样制备装置及方法

说明书

本发明涉及了含差异接触状态非贯通节理相似材料试样制备装置及方法，包括试样制备盒；试样制备盒的上方设有前后移动架；前后移动架的顶侧设有左右移动机构；左右移动机构上设有升降机构；升降机构的升降端底侧固定有旋转机构，旋转机构的转动端底侧固定有节理导向片；节理导向片与试样制备盒对应；前后移动架、左右移动机构、旋转机构、升降机构用于控制节理导向片在试样制备盒的位置及方位。本发明提供了含差异接触状态非贯通节理相似材料试样制备装置及方法，可制备非贯通张开节理和填充节理；也可制备完全闭合的非贯通节理，且节理面形态可控、无胶结；保证了试验结果对比的有效性和准确性。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是涉及含差异接触状态非贯通节理相似材料试样制备装置及方法。

背景技术

非贯通节理作为岩体中不连续面的主要赋存形式，其对岩体结构裂化的危害将是岩石工程建设中不可回避的关键问题之一。由于非贯通节理成因的差异以及在漫长的地质作用过程中的不断演化，非贯通节理存在闭合、张开和填充三种差异接触状态，且节理面形态各异。对比研究含差异接触状态非贯通节理岩体的力学性质对于保证岩石工程建设安全稳步的推进具有不可忽视的重要意义。

由于非贯通节理的存在，现场取样很难保证节理试样的完整性以及节理面的真实接触状态，所以目前主要通过在岩石材料或相似材料中预制非贯通节理的手段进行含非贯通节理试样的制备并对其展开室内试验研究。

岩石材料中主要通过“切割”或“冲钻”的手段预制非贯通节理，制样手段决定了节理呈张开状态。申请号为CN201710999066.X的中国发明专利“一种含微小及闭合裂隙的岩石试样制备方法”公开了一种在岩石材料中通过非共面切割和辅助切割面的粘合制备非贯通闭合裂隙的方法，辅助切割面的存在并未实现真正意义上非贯通闭合节理的制备，当节理倾角较小时，辅助切割面将对试样的变形和破坏特性产生较大的影响，且无法在同个试样上制备多条具备不同组构的非贯通闭合节理。

由于在岩石材料中预制非贯通节理技术复杂，成本较高，且制备含复杂组构非贯通节理试样的难度较大。另外，岩石材料的非均质性会造成非贯通节理试样力学试验结果的变异性，干扰非贯通节理对岩石力学性质的影响特性的分析，所以目前主要通过在相似材料试样中预制非贯通节理进行其力学性质的研究。