CN110196213A - 一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备及方法，它包括反力框架，均力板用于支撑放置用于实验的标准岩石样本；所述标准岩石样本的顶部支撑有钢化玻璃，所述钢化玻璃固定在顶板的底部端面；所述标准岩石样本的对称两侧壁上安装有特制连接槽，在其中一侧的特制连接槽上固定有多个管接头，所述管接头通过注浆管与砂浆注浆机相连，在另一侧的特制连接槽上通过管接头连接有诱导管，所述诱导管与抽吸设备相连。通过调节液压千斤顶的加载力、注浆点与抽吸点的位置、注浆装置与抽吸装置功率以及四根电动升降杆的高度等实验条件，便可以完成一系列研究岩石裂隙诱导式注浆参数的实验。

Description

一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备及 方法

技术领域

本发明涉及岩石裂缝研究实验装置领域，特别是一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备。

背景技术

长久以来，岩石裂隙的加固防护一直是工程施工的难题之一。目前在隧洞开挖、边坡加固、基坑支护等工程中，岩石裂隙对工程的稳定性有着重要影响，特别是岩石的裂隙渗流是导致地下水灾害、隧道内部渗水、岩石边坡失稳的重要原因。虽然在现有施工技术条件下，可以采取锚杆加固，注浆加固等手段进行一定程度的防护，但由于不同种类岩石裂隙本身的发育程度存在明显区别，且不同位置、不同形状、不同方向、不同规模等几何特征的结构面对岩体的力学性质和渗流过程的影响差异很大，加之外部地应力的不均匀分布影响，导致在复杂施工条件下，岩石裂隙的注浆效果并不突出。

例如，在工程施工中，常遇见岩石裂隙开度不一致尤其是部分裂隙太过狭小的情况，或者岩石深层封闭的情况，使得在注浆加固的时候经常会出现砂浆渗流不进狭小裂隙或者是部分内部空间空气无法排出，砂浆无法灌入的情况，显然，传统的注浆技术依然存在很大的局限性。

因此，本发明提出了一种岩石裂隙注浆的新思路，即诱导式注浆技术。在施工注浆时，通过加入诱导抽吸装置，可以快速的将内部封闭区域的气体排出，平衡内外气压，提高注浆效率。所以，如何诱导（什么位置注浆、什么位置抽吸诱导以及采用多大的注浆压力和抽吸力等等）成为了当前需要研究的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明创新性的提出了一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的方法，并设计了一套可视化的岩石诱导注浆的实验装置。实验首先选用耐压透明材料利用3D打印技术制作出一半岩样与另一半岩样嵌合制成实验材料，通过液压系统向岩样施加不同等级的均布力仿真模拟岩石裂隙间的岩石应力，并且还使用角度可调的支座用于模拟裂隙的不同倾角。自主设计的诱导式注浆系统模拟出砂浆通过注浆机加压后在岩石裂隙中渗流时的状态，并且通过电子监控设备进行全程的跟踪记录。最终使用这套设备对不同岩石裂隙样本进行多次控制变量实验，总结得出各条件下的诱导式注浆参数。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，它包括反力框架，所述反力框架包括底板，所述底板的顶部四角通过支撑杆支撑安装有顶板，所述支撑杆的中间部位支撑有均力板，所述均力板用于支撑放置用于实验的标准岩石样本；所述标准岩石样本的顶部支撑有钢化玻璃，所述钢化玻璃固定在顶板的底部端面；所述标准岩石样本的对称两侧壁上安装有特制连接槽，在其中一侧的特制连接槽上固定有多个管接头，所述管接头通过注浆管与砂浆注浆机相连，在另一侧的特制连接槽上通过管接头连接有诱导管，所述诱导管与抽吸设备相连。

所述底板的底部四角安装有活动铰链，所述活动铰链的底部铰接有电动升降杆，所述电动升降杆采用独立供电的机械推杆，由外管筒和内推杆组成，在其底部安装有防止侧向位移的圆形支盘；所述电动升降杆配备有用于远程控制的遥控器。

所述底板的顶部中心部位安装有液压千斤顶，所述液压千斤顶的活塞杆顶端布置有压力传感器，所述压力传感器与均力板的底部端面相接触配合。

所述底板底端中间部位安装有一个角度传感器，角度传感器通过蓝牙通讯连接到监测设备，并将监测参数直接传到设备。

所述顶板的顶部支撑安装有电子监控设备。

所述支撑杆的两端设置有螺纹柱，所述螺纹柱与固定螺母相配合并将底板和顶板固定在其两端。

所述标准岩石样本是在施工现场中具有代表性的地带选取的岩样，样本内包含有岩石裂隙，样本的形状为长方体；所述标准岩石样本沿着裂隙处分开，保留下半部分岩样，用3D打印机打印一个和上半部分岩样相同的硬质模具。

所述标准岩石样本通过密封胶和透明塑料膜与岩样复制品粘结固定相连，所述岩样复制品采用硬质模具制作成型，所述岩样复制品采用透明土材料制成，所述透明土为无定形硅胶或熔融石英与具有相应折射率的孔隙流体合成的新型无机材料。

所述特制连接槽上连接管的所在位置与标准岩石样本上的岩样裂隙所在的位置保持一致。

任意一项所述可视化实验设备进行岩石裂隙诱导式注浆参数研究的实验方法，其特征包括以下步骤：

Step1：材料准备：准备多种不同厚度、高强度的钢板、不同口径的钢筋、两端带有部分螺纹的螺杆、钢化玻璃、岩石样本、透明塑料膜、3D打印机器、透明土、密封胶、砂浆注浆机、PVC透明软管、抽吸机、接头、液压千斤顶、角度传感器、活动铰链，、电动升降杆、压力传感器和电子监控设备；

Step2：底板的制作：将厚度为e的钢板的加工成长为c，宽为d的矩形，在其靠近四角的位置各钻一个直径为b的圆形内螺纹小孔；

Step3：顶板的制作：将厚度为e的钢板的加工成长为c，宽为d的矩形，然后，在其上锯出一个长为g，宽为h的内开口，靠近四角的位置，并与底板的钻孔位置相同的位置，各钻一个直径为b的圆形内螺纹小孔；

Step4：钢化玻璃的制作与安装：将钢化玻璃裁成与顶板相同的大小，四角同样开有位置相同的小孔，并带有内螺纹；

Step5：反力框架的制作与安装：将支撑杆两端分别扭进到顶板、钢化玻璃与底板的小孔中，用固定螺母固定，其中，钢化玻璃紧贴着安装在顶板的下面，两块钢板的间距可以按照实际情况调节；

Step6：岩样的处理与安装：将从山区取回的岩样进行简单的尺寸切割处理，制作成标准岩石样本，保证其外尺寸符合要求，将岩样沿裂隙分离成两半，一半用来作为3D打印的原始模样，另一半作为实验材料；

Step7：特殊材质的岩样复制品的制作：用3D打印机打印一个和step6中所述的一半岩样外观形状比例相同的硬质模具，将调制好的透明土原材料填充到硬质模具里，采用机械压实，自然晾干的手段，制成透明的岩样复制品，用透明塑料薄膜将岩样复制品与原先标准岩石样本的另一部分组合，用密封胶将岩样的左右两侧密封好，在岩样前后两侧各钻三个等距离的口径为j的小孔；

Step8：特制连接槽的制作与安装：用钢片焊接两个长为g，宽为0.25h，厚为i的钢块，在钢块长度方向的两侧开三个等距离的小孔，将接头焊接上去，将两个特制连接槽的接头对齐step7中所述的小孔中，用密封胶密封每一处接缝；

Step9：注浆管、诱导管的安装：取两段一定长度的PVC透明软管，其中一根作为注浆管，其一端直接连接砂浆注浆机，一端连接到岩样后侧的特制连接槽的其中一个管口上，另一根透明管作为诱导管，一端直接连接到抽吸设备，另一端连接到岩样前侧的特制连接槽的其中一个管口上；

Step10：液压千斤顶的安装：在底板的正中心位置放上液压千斤顶，在千斤顶的上面放上均力钢板；

Step11：角度传感器安装在底板下侧的正中心位置，通过有蓝牙功能的设备与其连接并接收读数；

Step12：活动铰链与电动升降杆的安装：将四根电动升降杆与活动铰链铆接，再将活动铰链的转铰与底板的四角焊接；

Step13：实验时，压力传感器放置在液压千斤顶的上面，均力钢板的下面；

Step14：电子监控设备的安装：在反力框架顶端上方安装一个电子监控设备，它由四根连接到反力框架四角的钢条固定；

Step15：运用反力框架、液压千斤顶模拟岩样的受压状态；通过砂浆注浆机向岩样裂隙内灌注砂浆，通过另一侧用于抽吸和诱导的抽吸设备，排出裂隙中的气体；

Step16：通过调整反力框架底部四角的电动升降杆的高度来间接控制岩样裂隙的倾角；整个实验过程中，可以调整的变量包含液压千斤顶的压力值、注浆点的位置、抽吸点的位置、以及裂隙倾角，研发岩石裂隙可视化诱导式注浆技术，获取在不同注浆位置、不同抽吸位置、裂隙不同开度和走向及不同结构面产状情况下浆液流动规律、裂隙封堵范围及加固强度。

本发明有如下有益效果：

1、本发明诱导式注浆的方法也比较具有理论基础和工程意义。创新性的提出岩石裂隙的诱导式注浆的手段，对于常见岩石裂隙开度不一致尤其是裂隙太过狭小或者岩石深层封闭内部压强大的情况下等一系列注浆的难题，通过诱导式注浆技术可以快速的将内部封闭区域的气体排出，平衡内外气压，提高注浆效率，便捷有效的防渗堵漏，有效阻止围岩突水涌水事故。

2、本发明设备在试验时通过一系列模拟岩石应力、透明可视化、加压注浆、诱导抽吸等装置，研究得出各个诱导注浆参数，得到在不同的模拟裂隙结构面压力、注浆压力、抽吸力、注浆点位置、抽吸点位置等条件下，不同的岩石裂隙结构面倾角产生的不同的注浆结果，获取在不同围岩压力、不同注浆位置、不同抽吸位置、裂隙不同开度和走向及不同结构面产状情况下浆液流动规律、裂隙封堵范围及加固强度。

3、本发明特制的反力框架区别于普通的反力框架，有着上层可视化的优点。将上层钢板切割一部分，制成底板，满足了强度要求。加入了耐压的透钢化玻璃，进一步的使反力框架兼具可视化和高强度的特点。

4、本发明为了设计实验材料的可视化，创新性的提出了采用透明土仿制半岩样的想法。为使得材料的外形尺寸符合原岩样，采用3D技术打印出透明的硬纸模具，再向硬纸模具内填充具有一定配合比的透明土，这使得仿制的岩石既具有一定的强度系数又能实现可视化。

5、本发明的底板上安装的角度传感器可以通过内置的陀螺仪等电子仪器自动检测岩样裂隙的倾角，并且通过蓝牙与手机等设备连接，智能显示所测角度，提高了精确性。

6、本发明使用的电动升降杆通过遥控控制升降高度，间接调节钢制底板的倾斜角度即岩石裂隙的倾角。电动加遥控的方式使得实验装置进一步的智能化，也省去了人力调节的麻烦。

7、本发明使用的活动铰链可以在升降过程中使反力框架的底部绕着升降杆顶端转动，使得反力框架下降的更加平稳。

8、本发明所特制连接槽可以更方便的改变岩石裂隙注浆与抽吸的位置，整体上提高装置的一体性与气密性。

9、本发明装置采用的是电子监控系统进行观察，能够对实验过程有一个更好的记录方式，防止因为疏忽而记漏实验数据的情况发生，也方便在实验后期对诱导注浆的规律进行进一步的总结分析。

10、本发明技术先进，设备简便，容易操作，测得数据精准，具有广泛应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明涉及装置整体结构示意图。

图2为液压千斤顶的整体结构示意图。

图3为装置侧面的部分结构示意图。

图4为升降杆和活动铰链的连接示意图。

图5为特制连接槽的正反结构示意图。

图6为特制的岩石样本与标准岩样的示意图。

图中：反力框架1，钢化玻璃2，均力钢板3，标准岩石样本4，硬质模具5，岩样复制品6，密封胶7，砂浆注浆机8，注浆管9，诱导管10，特制连接槽11，抽吸设备12，液压千斤顶13，活动铰链14，角度传感器15，透明塑料膜16，压力传感器17，电子监控设备18，电动升降杆19，螺纹钢杆20，顶板21，底板22，固定螺母23。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-6，一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，它包括反力框架1，所述反力框架1包括底板22，所述底板22的顶部四角通过支撑杆20支撑安装有顶板21，所述支撑杆20的中间部位支撑有均力板3，所述均力板3用于支撑放置用于实验的标准岩石样本4；所述标准岩石样本4的顶部支撑有钢化玻璃2，所述钢化玻璃2固定在顶板21的底部端面；所述标准岩石样本4的对称两侧壁上安装有特制连接槽11，在其中一侧的特制连接槽11上固定有多个管接头，所述管接头通过注浆管9与砂浆注浆机8相连，在另一侧的特制连接槽11上通过管接头连接有诱导管10，所述诱导管10与抽吸设备12相连。

进一步的，所述底板22的底部四角安装有活动铰链14，所述活动铰链14的底部铰接有电动升降杆19，所述电动升降杆19采用独立供电的机械推杆，由外管筒和内推杆组成，在其底部安装有防止侧向位移的圆形支盘；所述电动升降杆19配备有用于远程控制的遥控器。

进一步的，所述底板22的顶部中心部位安装有液压千斤顶13，所述液压千斤顶13的活塞杆顶端布置有压力传感器17，所述压力传感器17与均力板3的底部端面相接触配合。

进一步的，所述底板22底端中间部位安装有一个角度传感器15，角度传感器15通过蓝牙通讯连接到监测设备，并将监测参数直接传到设备。

进一步的，所述顶板21的顶部支撑安装有电子监控设备18。

进一步的，所述支撑杆20的两端设置有螺纹柱，所述螺纹柱与固定螺母23相配合并将底板22和顶板21固定在其两端。

进一步的，所述标准岩石样本4是在施工现场中具有代表性的地带选取的岩样，样本内包含有岩石裂隙，样本的形状为长方体；所述标准岩石样本4沿着裂隙处分开，保留下半部分岩样，用3D打印机打印一个和上半部分岩样相同的硬质模具5。

进一步的，所述标准岩石样本4通过密封胶7和透明塑料膜16与岩样复制品6粘结固定相连，所述岩样复制品6采用硬质模具5制作成型，所述岩样复制品6采用透明土材料制成，所述透明土为无定形硅胶或熔融石英与具有相应折射率的孔隙流体合成的新型无机材料。

进一步的，所述特制连接槽11上连接管的所在位置与标准岩石样本4上的岩样裂隙所在的位置保持一致。

实施例2：

任意一项所述可视化实验设备进行岩石裂隙诱导式注浆参数研究的实验方法，其特征包括以下步骤：

Step1：材料准备：准备多种不同厚度、高强度的钢板、不同口径的钢筋、两端带有部分螺纹的螺杆、钢化玻璃、岩石样本、透明塑料膜、3D打印机器、透明土、密封胶、砂浆注浆机、PVC透明软管、抽吸机、接头、液压千斤顶、角度传感器、活动铰链，、电动升降杆、压力传感器和电子监控设备；

Step2：底板22的制作：将厚度为e的钢板的加工成长为c，宽为d的矩形，在其靠近四角的位置各钻一个直径为b的圆形内螺纹小孔；

Step3：顶板21的制作：将厚度为e的钢板的加工成长为c，宽为d的矩形，然后，在其上锯出一个长为g，宽为h的内开口，靠近四角的位置，并与底板22的钻孔位置相同的位置，各钻一个直径为b的圆形内螺纹小孔；

Step4：钢化玻璃2的制作与安装：将钢化玻璃裁成与顶板21相同的大小，四角同样开有位置相同的小孔，并带有内螺纹；

Step5：反力框架1的制作与安装：将支撑杆20两端分别扭进到顶板21、钢化玻璃2与底板22的小孔中，用固定螺母23固定，其中，钢化玻璃紧贴着安装在顶板21的下面，两块钢板的间距可以按照实际情况调节；

Step6：岩样的处理与安装：将从山区取回的岩样进行简单的尺寸切割处理，制作成标准岩石样本4，保证其外尺寸符合要求，将岩样沿裂隙分离成两半，一半用来作为3D打印的原始模样，另一半作为实验材料；

Step7：特殊材质的岩样复制品6的制作：用3D打印机打印一个和step6中所述的一半岩样外观形状比例相同的硬质模具5，将调制好的透明土原材料填充到硬质模具5里，采用机械压实，自然晾干的手段，制成透明的岩样复制品6，用透明塑料薄膜16将岩样复制品6与原先标准岩石样本4的另一部分组合，用密封胶7将岩样的左右两侧密封好，在岩样前后两侧各钻三个等距离的口径为j的小孔；

Step8：特制连接槽11的制作与安装：用钢片焊接两个长为g，宽为0.25h，厚为i的钢块，在钢块长度方向的两侧开三个等距离的小孔，将接头焊接上去，将两个特制连接槽11的接头对齐step7中所述的小孔中，用密封胶密封每一处接缝；

Step9：注浆管9、诱导管10的安装：取两段一定长度的PVC透明软管，其中一根作为注浆管，其一端直接连接砂浆注浆机8，一端连接到岩样后侧的特制连接槽11的其中一个管口上，另一根透明管作为诱导管，一端直接连接到抽吸设备12，另一端连接到岩样前侧的特制连接槽11的其中一个管口上；

Step10：液压千斤顶13的安装：在底板22的正中心位置放上液压千斤顶，在千斤顶的上面放上均力钢板3；

Step11：角度传感器15安装在底板22下侧的正中心位置，通过有蓝牙功能的设备与其连接并接收读数；

Step12：活动铰链14与电动升降杆19的安装：将四根电动升降杆19与活动铰链14铆接，再将活动铰链14的转铰与底板22的四角焊接；

Step13：实验时，压力传感器17放置在液压千斤顶的上面，均力钢板的下面；

Step14：电子监控设备18的安装：在反力框架顶端上方安装一个电子监控设备，它由四根连接到反力框架四角的钢条固定；

Step15：运用反力框架1、液压千斤顶13模拟岩样的受压状态；通过砂浆注浆机8向岩样裂隙内灌注砂浆，通过另一侧用于抽吸和诱导的抽吸设备12，排出裂隙中的气体；

Step16：通过调整反力框架底部四角的电动升降杆的高度来间接控制岩样裂隙的倾角；整个实验过程中，可以调整的变量包含液压千斤顶的压力值、注浆点的位置、抽吸点的位置、以及裂隙倾角，研发岩石裂隙可视化诱导式注浆技术，获取在不同注浆位置、不同抽吸位置、裂隙不同开度和走向及不同结构面产状情况下浆液流动规律、裂隙封堵范围及加固强度。

本发明的工作原理：

本发明所述的一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备及方法，是一套仿真模拟岩石围岩加载及透明可视化的裂隙诱导式注浆的实验系统。从实验思路上看，这套系统是为了研究在外力诱导情况下，岩石裂隙注浆的各项参数，在此基础上设计一套研究诱导注浆参数的实验装置，具体包括岩石裂隙的可视化处理、岩石节理发育部位应力的仿真模拟、岩石裂隙的不同倾角、走向模拟以及诱导式注浆系统。首先从所要研究的地区取出具有代表性特征的岩石裂隙样本，运用透明土制作透明岩样；其次运用特制反力框架、液压千斤顶等设备模拟天然岩石裂隙的受压状态；将密闭的岩石裂隙连接上注浆设备，向岩石裂隙内灌注砂浆；在另一侧连接抽吸诱导设备，排出裂隙中的气体。最后，可以通过调整反力框架底部四角的电动升降杆的高度来间接控制岩样裂隙的倾角。整个实验过程中，可以调整的变量包含液压千斤顶的压力值、注浆点的位置、抽吸点的位置、以及裂隙倾角等，研发岩石裂隙可视化诱导式注浆技术，获取在不同注浆位置、不同抽吸位置、裂隙不同开度和走向及不同结构面产状情况下浆液流动规律、裂隙封堵范围及加固强度。

Claims (10)

1.一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：它包括反力框架（1），所述反力框架（1）包括底板（22），所述底板（22）的顶部四角通过支撑杆（20）支撑安装有顶板（21），所述支撑杆（20）的中间部位支撑有均力板（3），所述均力板（3）用于支撑放置用于实验的标准岩石样本（4）；所述标准岩石样本（4）的顶部支撑有钢化玻璃（2），所述钢化玻璃（2）固定在顶板（21）的底部端面；所述标准岩石样本（4）的对称两侧壁上安装有特制连接槽（11），在其中一侧的特制连接槽（11）上固定有多个管接头，所述管接头通过注浆管（9）与砂浆注浆机（8）相连，在另一侧的特制连接槽（11）上通过管接头连接有诱导管（10），所述诱导管（10）与抽吸设备（12）相连。

2.根据权利要求1所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述底板（22）的底部四角安装有活动铰链（14），所述活动铰链（14）的底部铰接有电动升降杆（19），所述电动升降杆（19）采用独立供电的机械推杆，由外管筒和内推杆组成，在其底部安装有防止侧向位移的圆形支盘；所述电动升降杆（19）配备有用于远程控制的遥控器。

3.根据权利要求1所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述底板（22）的顶部中心部位安装有液压千斤顶（13），所述液压千斤顶（13）的活塞杆顶端布置有压力传感器（17），所述压力传感器（17）与均力板（3）的底部端面相接触配合。

4.根据权利要求1所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述底板（22）底端中间部位安装有一个角度传感器（15），角度传感器（15）通过蓝牙通讯连接到监测设备，并将监测参数直接传到设备。

5.根据权利要求1所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述顶板（21）的顶部支撑安装有电子监控设备（18）。

6.根据权利要求1所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述支撑杆（20）的两端设置有螺纹柱，所述螺纹柱与固定螺母（23）相配合并将底板（22）和顶板（21）固定在其两端。

7.根据权利要求1所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述标准岩石样本（4）是在施工现场中具有代表性的地带选取的岩样，样本内包含有岩石裂隙，样本的形状为长方体；所述标准岩石样本（4）沿着裂隙处分开，保留下半部分岩样，用3D打印机打印一个和上半部分岩样相同的硬质模具（5）。

8.根据权利要求1或7所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述标准岩石样本（4）通过密封胶（7）和透明塑料膜（16）与岩样复制品（6）粘结固定相连，所述岩样复制品（6）采用硬质模具（5）制作成型，所述岩样复制品（6）采用透明土材料制成，所述透明土为无定形硅胶或熔融石英与具有相应折射率的孔隙流体合成的新型无机材料。

9.根据权利要求1所述一种用于研究岩石裂隙诱导式注浆参数的可视化实验设备，其特征在于：所述特制连接槽（11）上连接管的所在位置与标准岩石样本（4）上的岩样裂隙所在的位置保持一致。

10.采用权利要求1-9任意一项所述可视化实验设备进行岩石裂隙诱导式注浆参数研究的实验方法，其特征包括以下步骤：

Step1：材料准备：准备多种不同厚度、高强度的钢板、不同口径的钢筋、两端带有部分螺纹的螺杆、钢化玻璃、岩石样本、透明塑料膜、3D打印机器、透明土、密封胶、砂浆注浆机、PVC透明软管、抽吸机、接头、液压千斤顶、角度传感器、活动铰链，、电动升降杆、压力传感器和电子监控设备；

Step2：底板（22）的制作：将厚度为e的钢板的加工成长为c，宽为d的矩形，在其靠近四角的位置各钻一个直径为b的圆形内螺纹小孔；

Step3：顶板（21）的制作：将厚度为e的钢板的加工成长为c，宽为d的矩形，然后，在其上锯出一个长为g，宽为h的内开口，靠近四角的位置，并与底板（22）的钻孔位置相同的位置，各钻一个直径为b的圆形内螺纹小孔；

Step4：钢化玻璃（2）的制作与安装：将钢化玻璃裁成与顶板（21）相同的大小，四角同样开有位置相同的小孔，并带有内螺纹；

Step5：反力框架（1）的制作与安装：将支撑杆（20）两端分别扭进到顶板（21）、钢化玻璃（2）与底板（22）的小孔中，用固定螺母（23）固定，其中，钢化玻璃紧贴着安装在顶板（21）的下面，两块钢板的间距可以按照实际情况调节；

Step6：岩样的处理与安装：将从山区取回的岩样进行简单的尺寸切割处理，制作成标准岩石样本（4），保证其外尺寸符合要求，将岩样沿裂隙分离成两半，一半用来作为3D打印的原始模样，另一半作为实验材料；

Step7：特殊材质的岩样复制品（6）的制作：用3D打印机打印一个和step6中所述的一半岩样外观形状比例相同的硬质模具（5），将调制好的透明土原材料填充到硬质模具（5）里，采用机械压实，自然晾干的手段，制成透明的岩样复制品（6），用透明塑料薄膜（16）将岩样复制品（6）与原先标准岩石样本（4）的另一部分组合，用密封胶（7）将岩样的左右两侧密封好，在岩样前后两侧各钻三个等距离的口径为j的小孔；

Step8：特制连接槽（11）的制作与安装：用钢片焊接两个长为g，宽为0.25h，厚为i的钢块，在钢块长度方向的两侧开三个等距离的小孔，将接头焊接上去，将两个特制连接槽（11）的接头对齐step7中所述的小孔中，用密封胶密封每一处接缝；

Step9：注浆管（9）、诱导管（10）的安装：取两段一定长度的PVC透明软管，其中一根作为注浆管，其一端直接连接砂浆注浆机（8），一端连接到岩样后侧的特制连接槽（11）的其中一个管口上，另一根透明管作为诱导管，一端直接连接到抽吸设备（12），另一端连接到岩样前侧的特制连接槽（11）的其中一个管口上；

Step10：液压千斤顶（13）的安装：在底板（22）的正中心位置放上液压千斤顶，在千斤顶的上面放上均力钢板（3）；

Step11：角度传感器（15）安装在底板（22）下侧的正中心位置，通过有蓝牙功能的设备与其连接并接收读数；

Step12：活动铰链（14）与电动升降杆（19）的安装：将四根电动升降杆（19）与活动铰链（14）铆接，再将活动铰链（14）的转铰与底板（22）的四角焊接；

Step13：实验时，压力传感器（17）放置在液压千斤顶的上面，均力钢板的下面；

Step14：电子监控设备（18）的安装：在反力框架顶端上方安装一个电子监控设备，它由四根连接到反力框架四角的钢条固定；

Step15：运用反力框架（1）、液压千斤顶（13）模拟岩样的受压状态；通过砂浆注浆机（8）向岩样裂隙内灌注砂浆，通过另一侧用于抽吸和诱导的抽吸设备（12），排出裂隙中的气体；

Step16：通过调整反力框架底部四角的电动升降杆的高度来间接控制岩样裂隙的倾角；整个实验过程中，可以调整的变量包含液压千斤顶的压力值、注浆点的位置、抽吸点的位置、以及裂隙倾角，研发岩石裂隙可视化诱导式注浆技术，获取在不同注浆位置、不同抽吸位置、裂隙不同开度和走向及不同结构面产状情况下浆液流动规律、裂隙封堵范围及加固强度。