CN104596822A - 一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法 - Google Patents
一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104596822A CN104596822A CN201510060098.4A CN201510060098A CN104596822A CN 104596822 A CN104596822 A CN 104596822A CN 201510060098 A CN201510060098 A CN 201510060098A CN 104596822 A CN104596822 A CN 104596822A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder
- model
- rock
- preparation
- original position
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明公开了一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，在工程现场选取所要研究的柱状节理岩体区域，沿垂直于柱体轴向方向切割，得到区域内的柱体断面，得到相应区域内多个不规则多边形节理素描图，按相似比10:1～25:1缩放生成对应模具，采用与原型物理力学性质相似的材料生成柱体模型，并将柱体胶结成立方块模型，对立方块模型养护后，切割打磨成标准尺寸试样，即可在室内试验仪器上进行节理岩体的物理力学试验。本发明试验模型制备方法从现场实际出发，在遵循相似原理的前提下制作相似模型进行室内试验，能解决原位试验的困难又不失真实性，试验结果可为工程计算与研究提供依据，具有较高的实用价值，且无需额外设计试验仪器，试验费用低廉，具有很好的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及岩石力学领域，具体涉及一种原位柱状节理岩石。
背景技术
柱状节理岩体是一种具有特殊岩体结构和力学特性的原生节理岩体，广泛地分布于中国西南水电开发区域，诸如大型水电站：金安桥、白鹤滩、溪洛渡等，因此普遍存在与柱状节理岩体相关的工程问题，是当前岩石力学界研究的热点之一。
为研究工程现场广泛赋存的柱状节理岩体，需要进行相关力学试验。岩体力学的试验方法可以分为现场原位试验和室内试验，其中大型现场试验工作复杂，试验昂贵，而且不可避免的受到现场条件以及尺寸效应的影响，所得结果还需进一步分析。
柱状节理岩体的破坏形式多为节理面的结构破坏，目前室内试验研究鲜见于文献，而预制节理材料的室内试验中的节理构造都较为规则和简单，与自然界的柱状节理岩体相差甚大，所得试验成果不能真实反应自然界的柱状节理岩体。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种真实且还原性高的原位柱状节理岩石的试验模型制备方法。
技术方案：本发明提供了一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，包括如下步骤：
（1）在工程现场选取所要研究的柱状节理岩体区域，沿垂直于柱体轴向方向切割，得到区域内的柱体断面；
（2）根据断面节理的分布，得到相应区域内多个不规则多边形节理素描图，并对每个多边形编号，节理素描图是由原位的柱体断面得到的，并能真实反映柱状节理的断面形态；
（3）对步骤（2）中的断面节理素描图，按相似比10:1～25:1缩放生成对应模具，采用与原型物理力学性质相似的材料生成柱体模型，并将柱体胶结成立方块模型，形成与原位柱状节理岩体结构一致并按比例缩小的相似材料模型；
（4）对立方块模型养护后，切割打磨成标准尺寸试样，即可在室内试验仪器上进行节理岩体的物理力学试验。
进一步，步骤（3）所述与原型物理力学性质相似的材料为脆性摩擦材料，包括水泥浆、水泥砂浆或者石膏，也可依据试验要求采用其他性质材料。
进一步，步骤（3）所述将柱体胶结成立方块模型的胶结材料采用白水泥和水按1.5:1~2.5:1的比例混合，可根据不同试验的需求，选用不同性质的材料。
可根据不同试验仪器的要求，步骤（4）对立方块模型切割打磨成圆柱或立方块体，尺寸包括Φ50mm×100mm、Φ50mm×120mm的等圆柱及80mm×80mm×80mm、100mm×100mm×100mm的立方块体，根据不同倾角等要求按照0~90°加工成型。
进一步，步骤（4）所述立方块模型按照相应材料的养护标准进行养护。
有益效果：本发明试验模型制备方法从现场实际出发，在遵循相似原理的前提下制作相似模型进行室内试验，能解决原位试验的困难又不失真实性，试验结果可为工程计算与研究提供依据，具有较高的实用价值，且无需额外设计试验仪器，试验费用低廉，具有很好的经济效益。
附图说明
图1是本发明中由柱体断面图得到的节理分布示意图。
图2是本发明中柱体模型示意图。
图3是本发明中柱状节理岩体模型示意图。
图4是本发明中柱状节理岩体试样示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，具体如下：
步骤一：在工程现场选取所要研究的柱状节理岩体区域，沿垂直于柱体方向切割柱体，依据断面上节理的走向画出节理分布，得到柱体断面素描图，为降低尺寸效应对于试验准确性的影响，步骤一中所取柱状节理岩体断面应包含足够数量的柱体单元，本实例中为63个柱体断面；
步骤二：根据断面节理的分布，得到相应的不规则多边形节理分布图，并对每个多边形编号，如图1所示；
步骤三：对步骤二中的断面素描图，按比例20:1缩放生成对应模具，如图2所示，采用与原型物理力学性质相似的材料生成柱体模型，并以胶结材料将柱体结合成立方块柱状节理岩体模型，见图3；
步骤四：根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》对立方块模型进行养护，静置在室内20±2摄氏度，湿度大于95%RH的条件下养护28天；然后按照试验要求，如图4所示，将立方块切割打磨成Φ50mm×100mm的节理倾角为90°的圆柱试样，室内试验仪器上进行节理岩体的物理力学试验。
具体的，步骤三相似材料采用以下重量份数的原料配比：
（1）水泥 1份
（2）细砂 0.3~0.7份
（3）水 0.3~0.6份
（4）减水剂 0.002~0.005份
（5）消泡剂 0.002~0.006份
此外，将柱体结合成立方块柱状节理岩体的胶结材料采用白水泥和水按照2：1的比例混合。
Claims (5)
1.一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）在工程现场选取所要研究的柱状节理岩体区域，沿垂直于柱体轴向方向切割，得到区域内的柱体断面；
（2）根据断面节理的分布，得到相应区域内多个不规则多边形节理素描图，并对每个多边形编号；
（3）对步骤（2）中的断面节理素描图，按相似比10:1～25:1缩放生成对应模具，采用与原型物理力学性质相似的材料生成柱体模型，并将柱体胶结成立方块模型；
（4）对立方块模型养护后，切割打磨成标准尺寸试样，即可在室内试验仪器上进行节理岩体的物理力学试验。
2.根据权利要求1所述的原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，其特征在于：步骤（3）所述与原型物理力学性质相似的材料为脆性摩擦材料，包括水泥浆、水泥砂浆或者石膏。
3.根据权利要求1所述的原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，其特征在于：步骤（3）所述将柱体胶结成立方块模型的胶结材料采用白水泥和水按1.5:1~2.5:1的比例混合。
4.根据权利要求1所述的原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，其特征在于：步骤（4）对所述立方块模型切割打磨成圆柱或立方块体，包括尺寸为Φ50mm×100mm、Φ50mm×120mm的等圆柱及80mm×80mm×80mm、100mm×100mm×100mm的立方块体，按照0~90°倾角加工成型 。
5.根据权利要求1或2所述的原位柱状节理岩石的试验模型制备方法，其特征在于：步骤（4）所述立方块模型按照相应材料的养护标准进行养护。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510060098.4A CN104596822B (zh) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | 一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510060098.4A CN104596822B (zh) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | 一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104596822A true CN104596822A (zh) | 2015-05-06 |
| CN104596822B CN104596822B (zh) | 2017-11-24 |
Family
ID=53122745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510060098.4A Active CN104596822B (zh) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | 一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104596822B (zh) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105203359A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-30 | 中国矿业大学 | 一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法 |
| CN105241802A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-13 | 河海大学 | 柱状节理岩体渗透张量测试方法及各向异性定量评估方法 |
| CN105388047A (zh) * | 2015-08-24 | 2016-03-09 | 河海大学 | 柱状节理裂隙网络模型岩芯试样的制备方法 |
| CN105486555A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 河海大学 | 制备含隐节理和层间错动带的柱状节理岩体模型的方法 |
| CN105547831A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-05-04 | 绍兴文理学院 | 一种测定含复杂结构面岩体变形性质的模型试验方法 |
| CN106706393A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-24 | 河海大学 | 利用相似模型确定柱状节理岩体特征单元体rev的方法 |
| CN106769285A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 河海大学 | 一种制作多节理且具有不同节理特征岩样的切割装置 |
| CN106840800A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-06-13 | 河海大学 | 一种含多角形节理网络的类岩石试样制备方法 |
| CN107144454A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-09-08 | 甘肃省地震局 | 一种节理性土工三轴试验制样方法 |
| CN109269861A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-01-25 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 柱状节理岩体重构方法及柱状节理岩体重构体 |
| CN109632369A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-16 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 柱状节理玄武岩原状岩芯制备方法 |
| CN110376030A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-25 | 河海大学 | 一种不规则柱状节理类岩石试样的制备方法 |
| CN110470517A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-19 | 四川大学 | 一种地质力学模型试验中多组非正交节理的模拟制作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101718644A (zh) * | 2009-12-07 | 2010-06-02 | 浙江科技学院 | 一种直剪试验结构面模型的制作方法 |
-
2015
- 2015-02-05 CN CN201510060098.4A patent/CN104596822B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101718644A (zh) * | 2009-12-07 | 2010-06-02 | 浙江科技学院 | 一种直剪试验结构面模型的制作方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 宁宇等: "柱状节理岩体随机模拟及其表征单元体尺度研究", 《岩石力学与工程学报》 * |
| 狄圣杰等: "柱状节理岩体原位变形试验力学浅析与模拟", 《岩土力学》 * |
| 肖维民等: "单轴压缩条件下柱状节理岩体变形和强度各向异性模型试验研究", 《岩石力学与工程学报》 * |
| 郑文棠等: "柱状节理开挖模拟洞数值原位试验", 《岩土力学》 * |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105388047A (zh) * | 2015-08-24 | 2016-03-09 | 河海大学 | 柱状节理裂隙网络模型岩芯试样的制备方法 |
| CN105203359A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-30 | 中国矿业大学 | 一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法 |
| CN105203359B (zh) * | 2015-09-15 | 2018-03-02 | 中国矿业大学 | 一种类岩石试件标准粗糙度节理面的预制方法 |
| CN105241802A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-13 | 河海大学 | 柱状节理岩体渗透张量测试方法及各向异性定量评估方法 |
| CN105241802B (zh) * | 2015-11-03 | 2018-01-19 | 河海大学 | 柱状节理岩体渗透张量测试方法及各向异性定量评估方法 |
| CN105486555A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 河海大学 | 制备含隐节理和层间错动带的柱状节理岩体模型的方法 |
| CN105547831A (zh) * | 2016-01-05 | 2016-05-04 | 绍兴文理学院 | 一种测定含复杂结构面岩体变形性质的模型试验方法 |
| CN106769285A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 河海大学 | 一种制作多节理且具有不同节理特征岩样的切割装置 |
| CN106706393A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-24 | 河海大学 | 利用相似模型确定柱状节理岩体特征单元体rev的方法 |
| CN106840800B (zh) * | 2017-03-01 | 2019-09-24 | 河海大学 | 一种含多角形节理网络的类岩石试样制备方法 |
| CN106840800A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-06-13 | 河海大学 | 一种含多角形节理网络的类岩石试样制备方法 |
| CN107144454A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-09-08 | 甘肃省地震局 | 一种节理性土工三轴试验制样方法 |
| CN107144454B (zh) * | 2017-05-27 | 2019-09-06 | 甘肃省地震局 | 一种节理性土工三轴试验制样方法 |
| CN109269861A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-01-25 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 柱状节理岩体重构方法及柱状节理岩体重构体 |
| CN109269861B (zh) * | 2018-11-06 | 2020-06-12 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 柱状节理岩体重构方法及柱状节理岩体重构体 |
| CN109632369A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-16 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 柱状节理玄武岩原状岩芯制备方法 |
| CN110376030A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-25 | 河海大学 | 一种不规则柱状节理类岩石试样的制备方法 |
| CN110470517A (zh) * | 2019-08-27 | 2019-11-19 | 四川大学 | 一种地质力学模型试验中多组非正交节理的模拟制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104596822B (zh) | 2017-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104596822A (zh) | 一种原位柱状节理岩石的试验模型制备方法 | |
| CN105158039B (zh) | 一种用于裂隙岩体渗流试验仿真裂隙制作方法 | |
| CN104374619B (zh) | 一种不规则柱状节理裂隙网络模型岩芯试样的制备方法 | |
| CN105424435B (zh) | 一种制作三维节理裂隙圆柱型岩石试样的方法 | |
| CN103983494B (zh) | 一种含夹层类岩体制作模型试验装置及其试验方法 | |
| CN102289980B (zh) | 在水力压裂模拟试件中制备预置裂缝的方法 | |
| CN104515696A (zh) | 应用3d打印技术的柱状节理岩体相似材料试样的制备方法 | |
| CN106840800B (zh) | 一种含多角形节理网络的类岩石试样制备方法 | |
| CN106769321A (zh) | 不同节理粗糙度隐节理岩体模型试样制备方法及制备模具 | |
| CN104330291A (zh) | 含损伤裂隙系统岩石试件的制备方法 | |
| CN110376030A (zh) | 一种不规则柱状节理类岩石试样的制备方法 | |
| Zhang et al. | Research on the fracture grouting mechanism and PFC numerical simulation in loess | |
| CN105388047A (zh) | 柱状节理裂隙网络模型岩芯试样的制备方法 | |
| Hou et al. | Investigation of micro-mechanical response of asphalt mixtures by a three-dimensional discrete element model | |
| CN110108529A (zh) | 一种类岩石-砼组合体试样制备方法 | |
| CN110967237A (zh) | 一种具有三维内置裂隙的混凝土试件及其制造方法 | |
| CN102108715B (zh) | 筒形结构建筑物的正交网格式数值配筋方法 | |
| CN105241802A (zh) | 柱状节理岩体渗透张量测试方法及各向异性定量评估方法 | |
| CN102967687A (zh) | 一种双向不等压条件下劈裂注浆室内实验系统 | |
| Li et al. | New method of mix design for self-compacting concrete based on material characteristics | |
| CN102976676A (zh) | 变态胶凝砂砾石及其制备方法 | |
| Liu et al. | Experimental study on the mechanical and permeability properties of lining concrete under different complex stress paths | |
| CN106706393A (zh) | 利用相似模型确定柱状节理岩体特征单元体rev的方法 | |
| CN107271276A (zh) | 一种确定柱状节理岩体受力及破坏机制的试验方法 | |
| Liu et al. | Numerical simulation of high pressure water jet impacting concrete |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |