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一种用人工岩石材料复制节理起伏度的方法，其特征在于,该方法包括如下步骤：1）运用三维激光扫描方法对岩体工程节理表面轮廓线起伏度和三维参数进行精确测量，得到节理轮廓线图形，具体操作过程如下：首先选择所需要观测的节理表面并进行初始位置标记，选定观测岩面的三维激光扫描仪位置，并通过仪器上的光栅发射器在测量位置产生5m～10m的光栅框架，开机进行扫描, 获取节理轮廓线图形；2）获取节理轮廓线图形后，通过几何纠正来减少扫描过程中产生的随机误差，在纠正后的图形中人工采集或自动识别出控制点,并采用轮廓跟踪对节理轮廓线图形中心线进行抽取，得到其骨架和中轴；再对节理轮廓线图形进行多次迭代,每一次迭代过程中删除噪点,然后应用多项式方法和双线性插值方法,得到校正后的节理轮廓线，并由软件自动读取相应节理面产状参数倾向、倾角和走向；3）对节理轮廓线进行图形缩放变换和坐标变换,首先统计节理表面平均高度和节理表面高度均方根，分析节理表面高度分布的离散性，接着将低于节理平均高度的垂直起伏度缩放为节理轮廓线上一点，高于节理平均高度的垂直起伏度按照相应线性比例进行缩放变换；水平方向上按节理轮廓线和制作的节理模型尺寸比例进行缩放标定；4）运用插值法得到节理轮廓线上各点的坐标值，由于进行步骤3)后节理轮廓线上点都为离散点，为得到所有节理轮廓线上点的坐标值，对输入节理轮廓线上的点坐标做插值处理,得到节理轮廓线上点的采样函数,从而得到所有节理轮廓线上点的坐标值；接着以三维激光扫描仪测量机位点作为坐标转换的标志点，进行坐标转换，得到点云数据图，使得扫描数据坐标系统与实际情况相一致；用数字化仪将节理轮廓线数据读入，依据Barton的粗糙度系数划分规则取值为0～20，以便于对岩体节理分类；5）用数控电火花线切割方法加工钢块上半部分和钢块下半部分：将节理轮廓线数据输入电火花线切割机，将节理轮廓线设定为钢块的剖切线，在150mm×150mm×150mm或200mm×200mm×200mm的钢块上切得钢块上半部分和钢块下半部分；为防止线切割出现空刀或者断丝现象，先使用角磨机切去表面凹凸的氧化层，并选择下列电参数:脉冲间隔为3μs～5μs，倍率为3～4，电流为0.9A～1.1A；同时控制电极丝中心轨迹的补偿量为0.05μm～0.07μm，采用少量、多次切割，降低切割速度为15mm<sup>2</sup>/min～18mm<sup>2</sup>/min；切割时选用浓度为12%～15%的合成线切割液，加工完后再进行淬火处理；6）浇筑砂浆节理试样上半部分和砂浆节理试样下半部分：先将钢块上半部分放入150mm×150mm×150mm或200mm×200mm×200mm的钢模中，在钢模四周及钢块上半部分均匀涂上脱模剂，设计砂浆节理灰砂比0.4～0.5、水灰比0.35～0.5，同时加入1%～1.5%的速凝剂缩短拆模时间，所选砂粒经筛选后的粒径小于5mm；为了避免由于试件材料强度和变形特性的差异而造成实验结果的差异，每一批的试件都采用相同的材料、配合比、养护时间和模具；将水泥、沙子、速凝剂和水放入搅拌器中均匀搅拌3min～5min，迅速将其倒入组装好的模具中,用钢丝振捣至表面不再有气泡溢出；用同样的方法和步骤制得砂浆节理试样下半部分，用刮刀刮平试样表面后放入养护箱内养护24小时，养护好后脱模,得到砂浆节理试样。 |
