制备含隐节理和层间错动带的柱状节理岩体模型的方法

摘要

本发明公开了一种制备含隐节理和层间错动带的柱状节理岩体模型的方法，是利用相似材料制备模型模拟工程现场的柱状节理岩体，在相似材料搅拌过程中添加不同厚度和尺寸的麦片模拟隐节理的不同特征，并在其中设置层间错动带特征，包括倾角、数量、不同层间错动带的间距及相互夹角。本方法制备过程简单、操作简便、克服了因实验室岩样尺寸小而无法钻取带有层间错动带的岩样,进而无法利用原芯样分析随机隐节理和层间错动带对柱状节理岩体力学性质的影响的不足。本制备方法得到不同隐节理特征、不同层间错动带特征、不同节理厚度的柱状节理岩体模型，能够相对准确的模拟现场柱状节理岩体的分布特征和力学特性。

主权项

一种制备含隐节理和层间错动带的柱状节理岩体模型的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，在柱状岩体现场，取一组柱体并统计其形状、大小及尺寸；步骤2，根据统计记录的替换的形状、大小及尺寸，利用实验模型的几何相似比C₁、容重相似比C_Y、根据室内试验得到岩石力学参数，则强度相似比C_R=C₁×C_Y、弹性模量相似比C_E=C₁×C_Y，并以此确定单个替换的具体尺寸并标号记录其不同的顺序、相似材料的原料及配比；步骤3，由步骤1中在现场统计的柱体的形状、大小及尺寸和步骤2中由相似比最终确定的单个替换的尺寸和形状，采用铁片拼合形成蜂窝状，用于形成岩体模型内柱状节理；步骤4，根据典型柱体内部的隐节理数量、平均宽度、平均长度按照特定的规则将麦片加工成不同尺寸、厚度、长度的碎片状，从而确定出模型制作原料中加入不同特征的碎片状麦片的种类及数量；步骤5，将相似材料水泥、砂子及水根据步骤2中相似准则确定的比例进行均匀搅拌，并将步骤4得到中的碎片状麦片添入其中，经过再一次搅拌均匀后，倒入立方体模具中；然后放置在恒温恒湿的养护室中，养护1‑2h；步骤6，将步骤3制得的铁片按照特定的顺序插进养护后的模型中，然后继续把模型放置在恒温恒湿的养护室中，养护1‑2h；步骤7，将步骤6中养护后的带隐节理的相似材料的模具中的铁片拔出，然后浇入胶合材料填充由铁片拔出所形成的节理孔隙，然后继续把模型放置在恒温恒湿的养护室中，继续养护24‑48h；步骤8，将养护好的步骤7中的模型从养护室中拿出，然后将模具中的模型推出，得到含隐节理的柱状节理岩体模型；步骤9，按照特定的层间错动带特征将步骤8得到的模型进行切割，得到不同的块体；步骤10，利用不同的粘合物将步骤9中的块体粘接起来并做成一定厚度的填充，得到含不同隐节理和层间错动带的柱状节理岩体模型。