[发明专利]一种用于裂隙岩体渗流试验仿真裂隙制作方法

摘要

本发明公开了一种用于裂隙岩体渗流试验仿真裂隙制作方法，包括步骤有绘制裂隙数字化轮廓曲线、构建裂隙三维模型、3D打印制作裂隙板、制作裂隙试件浇筑模具和裂隙试件的浇筑和养护，具体是通过对将岩石结构面节理粗糙度轮廓曲线进行数字化，基于CAD软件绘制裂隙三维模型，采用3D打印技术制作出符合JRC值起伏的裂隙板，然后结合裂隙板制作裂隙试件浇筑模具，用水泥砂浆浇筑成型，在水泥试件养护箱内养护28天制成裂隙试件。有益效果：提供一种易观察、制作简单、试验方便、可便于调节裂隙开度、能够更真实准确的反映岩体裂隙结构面粗糙度的一种岩石粗糙裂隙仿真模拟的制作方法，工序简明、制作工期短、经济高效，并且精度高、适应性佳。

主权项

1.一种用于裂隙岩体渗流试验仿真裂隙制作方法，其特征在于，包括以下步骤：1)绘制裂隙数字化轮廓曲线；将Barton提出的岩石结构面节理粗糙度轮廓曲线作为制作裂隙的起伏度曲线原型，对十条JRC轮廓曲线图按原图尺寸进行依次扫描获得十条曲线图片；将十条曲线图片导入CAD软件中，进行图片放大，在CAD绘图界面中运用多段线画图功能描绘出十条裂隙数字化轮廓曲线，每条裂隙数字化轮廓曲线均由多条直线段组合而成、水平长度均为10cm、精确度均为0.01mm；2)构建裂隙三维模型；基于裂隙数字化轮廓曲线，利用CAD软件三维建模功能绘制裂隙三维模型；根据试验槽道流的长宽比的要求，将裂隙数字化轮廓曲线进行长度方向的等比例复制延长、水平方向宽度和垂直方向厚度的放大，获得裂隙尺寸达到长度为L、宽度为W、厚度为H；在裂隙的轴长方向两侧增设与裂隙等长等厚不同宽的光滑平槽、光滑平槽的宽度为W1，并在裂隙的轴长两端增设与裂隙等宽等厚不同长的水流过渡区、水流过渡区的长度为L1，从而构建长度为L+2L1、宽度为W+2W1、厚度为H的裂隙三维模型；3)3D打印制作裂隙板；通过3D打印技术完成裂隙板的加工制作，将构建的裂隙三维模型文件转化为STL格式文件，用3D打印软件读取裂隙三维模型的STL格式文件，利用3D打印机进行打印制作成同等模型规格的裂隙板，打印精确度要求0.01mm；4)制作裂隙试件浇筑模具；采用PVC管作为模具外形壁，将PVC管从轴向中间一分为二剖开，把裂隙板夹入剖开的PVC管轴向中间，后将PVC管的管身用管夹夹紧固定，并在PVC管中预埋用于安装水压传感器的铜管，铜管垂直于PVC管自管身向管中延伸至裂隙板；基于十条裂隙数字化轮廓曲线相对应的十个不同裂隙板，制作对应的10组裂隙试件浇筑模具；5)裂隙试件的浇筑和养护；将裂隙试件浇筑模具下部用管盖拧紧封死，用水泥砂浆作材料浇筑成型制得水泥试件；再将水泥试件放入恒温箱内进行养护，当养护至强度达到70％时进行拆外模，即将PVC管拆除获得带裂隙板的裂隙试件；后持续养护至28天取出裂隙板制得裂隙试件，对裂隙试件用砂纸打磨毛边，完成用于裂隙岩体渗流试验的裂隙试件制作。