[发明专利]一种节理组岩体的制作工装及其方法

权利要求书

1.一种节理组岩体的制作工装，其特征在于：包括底部压板，所述底部压板上部放置下部亚克力板，下部亚克力板上放置有槽钢架，槽钢架上部放置上部亚克力板，上部亚克力板上放置上部压板，所述底部压板、下部亚克力板和槽钢架下部的边缘通过螺丝固定连接，以及槽钢架上部、上部亚克力板和上部压板的边缘通过螺丝固定连接；

所述上部亚克力板和下部亚克力板为原型结构，且上部亚克力板和下部亚克力板上分别均匀排列开设有若干预制缝隙，上部亚克力板和下部亚克力板的预制缝隙之间插接有钢片，所述槽钢架呈匚型结构，槽钢架的敞口一侧顶接有压头，同时，压头通过上部亚克力板和下部亚克力板加持固定；

所述上部亚克力板对应槽钢架四角位置分别开设有注浆孔；

此外，所述上部压板中间设置有透明的观察窗口，所述观察窗口和上部亚克力板中心位置分别对应开设中心预留孔，所述中心预留孔插接有铝合金圆棒。

2.根据权利要求1所述的一种节理组岩体的制作工装，其特征在于：所述中心预留孔的孔径为100mm，所述铝合金圆棒的规格为Ф100mm、长200mm。

3.根据权利要求1所述的一种节理组岩体的制作工装，其特征在于：所述钢片规格为2mm×30mm×200mm，所述预制缝隙的区域为400mm×400mm，浇注孔为30mm×30mm的方孔。

4.一种用于模拟节理巷道围岩失稳的节理组岩体的制作方法，其特征在于，采用如权利要求1-3任意一项所述的一种节理组岩体的制作工装，其包括以下步骤：

S1：将底部压板、底部亚克力板、槽钢架与压头依次置于实验平台上，调整三部分四角定位孔重合，用螺丝将三者构成的底部注浆槽固定；

S2：在底部亚克力板与槽钢架和压头的连接处，涂抹密封胶泥，保证试件浇筑时的密闭性；

S3：将上部亚克力板覆于槽钢架和压头之上，调整上部亚克力板角度，使其预制缝隙方向与底部亚克力板的预制缝隙方向一致，调整定位孔与槽钢架相吻合，上紧螺丝，将实验装置上部固定；

S4：由上至下依次穿过上下两张亚克力板的预制缝隙，固定钢片位置，并以紧凑、交错或间隔的方式将中心的观察区域插满，并在上部亚克力板中心预留孔位置插入铝合金圆棒；

S5：选择水泥、石灰、砂三种材料，依据所模拟的材料确定质量比，并与水一同混合成浆液；

S6：量取四份调配的浆液，分别置于10L圆筒中，并使用漏斗配合上部亚克力板四角上的注浆孔进行同时注浆；

S7：注浆完成后，使用木槌轻震槽钢架和压头，清除浆液中的气泡；

S8：初凝后，卸下底部压板和两块亚克力板，取出钢片及中部铝合金圆棒，形成预制节理组岩体试件；

S9：将带有预制节理组岩体的试件和试件连接的槽钢架置于通风干燥处，进行自然风干，经后期试件养护，使预制节理组岩体试件成型。

5.根据权利要求4所述的一种用于模拟节理巷道围岩失稳的节理组岩体的制作方法，其特征在于：还包括以下步骤：

S10：在槽钢架上安装底部压板和上部压板，将带有试件的装置置于三轴压缩机压缩平台，由压头方向进行施压，从上部压板的观察窗口处观察试件变形破坏情况；

S11：一次实验后，清理槽钢架上试件，同时旋转上下两张带有预制缝隙的圆形亚克力板至30°、45°、60°、90°，重复以上步骤1至步骤9，即可制作得到含不同角度节理组岩体试件。

6.根据权利要求4所述的一种用于模拟节理巷道围岩失稳的节理组岩体的制作方法，其特征在于：S6中，水泥、石灰、砂和水四种材料的质量比为1:7:3:6。

7.根据权利要求4所述的一种用于模拟节理巷道围岩失稳的节理组岩体的制作方法，其特征在于：S8中，初凝时间为3～6h。