CN105352786A - 一种破碎岩石试样制作及其加载方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种破碎岩石试样制作及其加载方法，适用于软弱破碎岩石块体的试件制作。方法包括将容易破碎岩石块体进行表面除灰处理，进行压力注胶；将注胶后岩石块体置于空心长方体或立方体箱体中并浇筑水泥砂浆或低强度混凝土成型后，将砂浆或低强度混凝土成型后的岩石块体置于取芯机上进行取芯；而后将试样进行切割，即可得到所需要的标准岩石试样。将所得到的岩石试样进行加热，使得岩石中胶体达到热变形温度，通过加载进行岩石的力学性能试验。其方法简便，解决了软弱破碎岩块取样过程中的岩样易碎、不完整的问题，适用性较强；加载之前进行试样加热，尽可能的消除或降低了胶体对于岩石试样力学性能的影响，所得试验结果准确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及岩石实验方法，尤其涉及一种破碎岩石试样制作及其加载方法。
背景技术
岩土工程领域，岩石力学性能试验是进行相关科研工作的基础。而岩石力学性能测试的前提条件，则需要相对完整的岩石试样。例如，国际岩石力学学会规定的标准岩石试样尺寸(Φ×H＝50mm×100mm)。
随着我国公路和铁路交通体系的大规模建设，愈来愈多的复杂地质条件下的隧道工程不断涌现。其中，最为常见的则为软弱破碎围岩地质条件下的隧道工程。试样取样用岩块通常取自隧道施工现场，且多为不规则形状块体。尤其对于软弱破碎岩块体，试样加工较为困难。试样制作过程中，容易出现岩石试样的破碎和断裂，无法得到符合试验要求的完整岩石试样；而由于岩石块体形状的不规整，取芯设备夹具很难将其完全固定，取芯设备工作过程产生的振动容易造成岩石试样尺寸的偏差，进而一定程度上影响岩石力学性能试验结果。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷或不足，克服既有软弱破碎岩体试样制作技术中的不足之处，提供一种简便、快捷、可靠的软弱破碎岩块试件制作方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种破碎岩石试样制作及其加载方法，该方法包括下述步骤：
1)破碎岩石块体进行表面除灰；
2)将破碎岩石块体置于灌胶机压力桶内，对破碎岩石块体进行压力注胶；
3)将压力注胶后的岩石块体置于模具中制模；
4)将破制模后的碎岩石块体置于箱模中采用水泥砂浆或低强度混凝土浇筑成型；
5)破碎岩石试样取样；
6)对破碎岩石试样进行加热；
7)依照标准对破碎岩石试样进行加载试验测试其力学性能，将该测试力学性能与未经过注胶的常规取样手段所得岩样力学性能进行对比，以获取的偏差值验证该破碎岩石试样制作是否满足岩石力学性能试验精度要求。
上述破碎岩石试样制作步骤2)中，对破碎岩石块体注胶所用胶体为不饱和聚酯树脂，其热变形温度在50～60℃；压力注胶时间为5～10min；注胶完毕后，室温静置30～90min。
上述破碎岩石试样制作步骤3)中模具为长方体木箱或金属箱，其尺寸应与破碎岩石块体匹配。
上述破碎岩石试样制作步骤4)中，将破碎岩石块体置于箱模中浇筑成型，破碎岩石块体置于箱模中时，应根据取样要求对其位置进行固定，而后浇筑成型；浇筑成型后静置养护3～7天。
上述破碎岩石试样制作步骤6)中，对破碎岩石试样加热温度为50～60℃。
上述破碎岩石试样加载步骤7)中，试样依照《公路工程岩石试验规程》(JTGE41-2005)进行加载试验。
本发明的有益效果：
1.方法简便，成本较低；
2.解决了软弱破碎岩块取样过程中的岩样易碎、不完整的问题，适用性较强；
3.加载之前进行试样加热，尽可能的消除或降低了胶体对于岩石试样力学性能的影响，所得试验结果准确可靠。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是发明一种破碎岩石试样制作及其加载方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明一种破碎岩石试样制作及其加载方法，步骤如下：
(1)将软弱容易破碎岩石块体进行表面除灰处理；
(2)将破碎岩石块体置于灌胶机压力桶内，对破碎岩石块体进行压力注胶；
对破碎岩石块体注胶所用胶体为不饱和聚酯树脂，其热变形温度在50～60℃；压力注胶时间为5～10分钟；注胶完毕后，室温静置30～90分钟。
(3)制模：
模具可以为自制的空心长方体或立方体木箱或金属箱，其尺寸应与破碎岩石块体匹配。
(4)将破碎岩石块体置于箱模中浇筑成型：
破碎岩石块体置于箱模中时，应根据取样要求对其位置进行固定，而后浇筑成型；浇筑材料可以为水泥砂浆或低强度混凝土；浇筑成型后静置养护3～7天。
(5)破碎岩石试样取样：砂浆或低强度混凝土包括的岩石块体置于取芯机上进行取芯；
(6)破碎岩石试样加热：
对破碎岩石试样加热温度为50～60℃，其目的是，将岩石试样中不饱和聚酯树脂进行加热达到其热变形温度，尽可能降低或消除其对岩石试样力学性能测试结果的影响；加热设备可以采用一般试验用烘箱；
(7)破碎岩石试样加载：试样依照《公路工程岩石试验规程》(JTGE41-2005)进行加载试验测试其力学性能，将该测试力学性能与未经过注胶的常规取样手段所得岩样力学性能进行对比，以获取的偏差值验证该破碎岩石试样制作是否满足岩石力学性能试验精度要求。
实施例1：
(1)破碎页岩块体表面除灰；
(2)对破碎页岩块体注胶，所用胶体为307不饱和聚酯树脂，其热变形温度在52℃。压力注胶时间为6分钟；将破碎岩石块体置于灌胶机压力桶内，对破碎岩石块体进行压力注胶，完毕后，室温静置60分钟；
(3)制模模具为自制的长方体木箱，其尺寸为40×40×50cm；
(4)采用垫碎石的方法将破碎页岩岩石块体固定于箱模中，浇筑C15低强度混凝土成型，浇筑成型后静置养护7天；
(5)破碎页岩岩石试样取样；
(6)采用烘箱对破碎岩石试样加热至52℃，使得岩石试样中不饱和聚酯树脂达到其热变形温度，尽可能降低或消除其对岩石试样力学性能测试结果的影响；
(7)页岩试样进行加载试验。
实施例2：
(1)破碎页岩块体表面除灰；
(2)对破碎页岩块体注胶，所用胶体为307不饱和聚酯树脂，其热变形温度在50℃。压力注胶时间为10分钟；将破碎岩石块体置于灌胶机压力桶内，对破碎岩石块体进行压力注胶，完毕后，室温静置30分钟；
(3)制模模具为自制的长方体木箱，其尺寸为40×40×50cm；
(4)采用垫碎石的方法将破碎页岩岩石块体固定于箱模中，浇筑C15低强度混凝土成型，浇筑成型后静置养护5天；
(5)破碎页岩岩石试样取样；
(6)采用烘箱对破碎岩石试样加热至50℃，使得岩石试样中不饱和聚酯树脂达到其热变形温度，尽可能降低或消除其对岩石试样力学性能测试结果的影响；
(7)页岩试样进行加载试验。
实施例3：
(1)破碎页岩块体表面除灰；
(2)对破碎页岩块体注胶，所用胶体为307不饱和聚酯树脂，其热变形温度在60℃。压力注胶时间为5分钟；将破碎岩石块体置于灌胶机压力桶内，对破碎岩石块体进行压力注胶，完毕后，室温静置90分钟；
(3)制模模具为自制的长方体木箱，其尺寸为40×40×50cm；
(4)采用垫碎石的方法将破碎页岩岩石块体固定于箱模中，浇筑C15低强度混凝土成型，浇筑成型后静置养护3天；
(5)破碎页岩岩石试样取样；
(6)采用烘箱对破碎岩石试样加热至60℃，使得岩石试样中不饱和聚酯树脂达到其热变形温度，尽可能降低或消除其对岩石试样力学性能测试结果的影响；
(7)页岩试样进行加载试验。
为了检验本发明一种破碎岩石试样制作及其加载方法的适用性，选取某页岩隧道岩石块体压力注胶后取样进行相应的力学性能试验，并与未经过注胶的常规取样手段所得岩样进行对比，两种情况下页岩试样的物理力学性能指标如下表1和表2所示。
表1岩石试样力学性能(未进行压力注胶常规取样)
表2岩石试样力学性能(进行压力注胶)
通过表1和表2的对比可以看出，较未进行压力注胶常规取样所得页岩试样而言，进行压力注胶后页岩试样力学性能有所变化但变化不大。以试样抗压强度为例，进行压力注胶后页岩试样抗压强度最大值为51.24MPa，较常规取样所得试样抗压强度最小值48.47MPa而言，偏差仅为5.71％。说明采用本发明一种破碎岩石试样制作及其加载方法所得到的岩石试样可以满足试验精度要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种破碎岩石试样制作及其加载方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
1)破碎岩石块体进行表面除灰；
2)将破碎岩石块体置于灌胶机压力桶内，对破碎岩石块体进行压力注胶；
3)将压力注胶后的岩石块体置于模具中制模；
4)将破制模后的碎岩石块体置于箱模中采用水泥砂浆或低强度混凝土浇筑成型；
5)破碎岩石试样取样；
6)对破碎岩石试样进行加热；
7)依照标准对破碎岩石试样进行加载试验测试其力学性能，将该测试力学性能与未经过注胶的常规取样手段所得岩样力学性能进行对比，以获取的偏差值验证该破碎岩石试样制作是否满足岩石力学性能试验精度要求。
2.如权利要求1所一种述破碎岩石试样制作及其加载方法，其特征在于：步骤2)中，对破碎岩石块体注胶所用胶体为不饱和聚酯树脂，其热变形温度在50～60℃；压力注胶时间为5～10min；注胶完毕后，室温静置30～90min。
3.如权利要求1所述一种破碎岩石试样制作及其加载方法，其特征在于：步骤3)中模具为长方体木箱或金属箱，其尺寸应与破碎岩石块体匹配。
4.如权利要求1所述一种破碎岩石试样制作及其加载方法，其特征在于：步骤4)中，将破碎岩石块体置于箱模中浇筑成型，破碎岩石块体置于箱模中时，应根据取样要求对其位置进行固定，而后浇筑成型；浇筑成型后静置养护3～7天。
5.如权利要求1所述一种破碎岩石试样制作及其加载方法，其特征在于：步骤6)中，对破碎岩石试样加热温度为50～60℃。
6.如权利要求1所述一种破碎岩石试样制作及其加载方法，其特征在于：步骤7)中，试样依照《公路工程岩石试验规程》(JTGE41-2005)进行加载试验。
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