[发明专利]岩石试样内部预制裂纹的制作方法

说明书

本发明提供一种岩石试样内部预制裂纹的制作方法，包含以下步骤：步骤一，岩石试样的切割；步骤二，裂纹制作：使用机床或水刀进行预制裂纹加工，在试样单元的两个端面，即岩石试样的切割面上进行钻孔，进而形成裂纹；步骤三，试样单元的拼接；步骤四，拼接试样的养护：拼接完成后，采用常压蒸发养护，养护结束后，在自然条件下静置风干，再使用细砂纸或湿抹布将拼接试样表面凸出的高强度水泥去除。该方法造价低、制作方便，可以进行批量制作。

技术领域

本发明涉及一种岩石试样内部预制裂纹的制作方法，属于岩土工程技术领域。

背景技术

岩石种类繁多，性质复杂，对岩石力学特性的试验研究起步较晚。岩石的内部分布着大量的原生裂纹，甚至存着多条节理，而节理岩石试岩体工程中经常遇到的复杂介质，它具有非均匀性、各向异性和非连续性等特点，其强度、变形、破坏以及流变等特性，将直接影响岩体工程的设计、施工和加固方案。

由于节理岩石制样困难，几乎无法批量制成规律的岩石试样用于室内试验研究。现在具有的3D打印技术制作一个内部带节理试样的成本过高，且只能制成各向同性的低强度试样。至今还未出现可以低价制作符合岩石力学特性的带有内部节理或裂隙的方法，这也制约着岩石力学特性研究的全面发展。

综上所述，需要有一种能够在岩石试样内部制作节理或裂隙的方法，且此方法要满足造价低、制作方便、可以批量制作等要求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种岩石试样内部预制裂纹的制作方法，该方法造价低、制作方便，可以进行批量制作。

为解决上述技术问题，本发明提供一种岩石试样内部预制裂纹的制作方法，包含以下步骤：

步骤一，岩石试样的切割：使用切割机或机床将岩石试样切割成若干段试样单元，并对试样单元进行编号，分别为1、2、、、n，所切位置为待制作裂纹处，并且切割面平行于岩石试样的两个端面；

步骤二，裂纹制作：使用机床或水刀进行预制裂纹加工，在试样单元的两个端面，即岩石试样的切割面上进行钻孔，进而形成裂纹；

步骤三，试样单元的拼接：试样单元端面上的裂纹制作完成后，按照步骤一对试样单元的编号依次排列，进行首尾拼接；拼接处采用2mm厚的高强度水泥将相邻两块试样单元的端面进行粘接，从而形成拼接试样；拼接时，将被拼接的试样单元放入夹板内或借助垂直三角尺对被拼接的试样单元进行拼接，从而保证被拼接的试样单元的垂直度；

步骤四，拼接试样的养护：拼接完成后，采用常压蒸发养护，养护结束后，在自然条件下静置风干，再使用细砂纸或湿抹布将拼接试样表面凸出的高强度水泥去除。

进一步，所述步骤一中，切割面距离岩石试样的两个端面的距离不少于20mm。

进一步，所述步骤二中，裂纹分为直线裂纹和折线裂纹，其中，直线裂纹的制作过程为：首先定位裂纹的起止端点，然后再采用机床或水刀进行钻孔加工；折线裂纹的制作过程为：裂纹的端点定位在岩石试样的切割面上，从端点所在切割面上开始进行钻孔加工。

进一步，所述步骤三中，在进行试样单元拼接时，若相邻两块试样单元，其中一块试样单元上没有预制裂纹，另一块试样单元上有预制裂纹，则在没有预制裂纹的那块试样单元的端面上均匀涂抹上厚为2mm的高强度水泥，并用挂刷抹平，再将有预制裂纹的试样单元放置在高强度水泥上，待高强度水泥凝固风干后完成拼接；若相邻两块试样单元均存在贯通裂纹，则在涂抹高强度水泥前，先在被涂抹高强度水泥的试样单元端面的裂纹内插上与裂纹大小相同的塑料管，涂抹高强度水泥后，用挂刷抹平，然后将塑料管拔出后，再将另一块试样单元放置在高强度水泥上，待高强度水泥凝固风干后完成拼接。

进一步，所述步骤四中，常压蒸发养护时，相对湿度为40-50%。

进一步，所述步骤四中，常压蒸发养护时，温度为40-45度。