CN111896342A - 一种含内缺陷注浆固结体试样及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含内缺陷注浆固结体试样及其制备方法，本发明首先利用橡皮泥制备模具浇注蜡模，制备成所需缺陷形态的蜡模，然后利用固定装置将蜡模固定到模具内指定的位置，再浇筑注浆固结体，待注浆固结体达到预定强度后，将包裹蜡模的注浆固结体放入烘箱，在高于蜡熔点的温度下破坏蜡模的结构，从而形成所需的含内缺陷注浆固结体。该方法可根据研究试验需要制备多种形态的含内缺陷注浆固结体，以满足注浆加固机理试验研究的需求，为岩土工程注浆加固研究提供新的方法和思路。

Description

一种含内缺陷注浆固结体试样及其制备方法
技术领域
本发明属于裂隙岩体注浆加固机理研究领域，涉及一种内置缺陷制备方法，具体涉及一种含内缺陷注浆固结体试样及其制备方法，可根据研究试验需要制备多种形态的含内缺陷注浆固结体，以满足注浆加固机理试验研究的需求，为岩土工程注浆加固研究提供新的方法和思路。
背景技术
注浆是岩土工程中常用的加固方法，然而实际注浆工程很难达到预期效果，形成的注浆固结体一般都随机地赋存大量缺陷，如裂纹、孔洞等，并且随机地分布于注浆固结体中，也就是形成了含缺陷注浆固结体。注浆加固体的破坏实际上是含缺陷固结体的破坏，缺陷对固结体的力学特性及变形破坏特性均有很大影响，对含缺陷注浆固结体的特性研究也越来越迫切。受试样制备条件限制，在含内缺陷注浆固结体的强度、破坏规律机制以及其影响因素等方面的研究工作相对较少，需要一种能够制备含内缺陷注浆固结体试样的制备方法来推动该方向研究的发展。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的问题，提供一种含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，解决现有技术制备内置缺陷难以模拟自然缺陷的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：用工具在橡皮泥上刻出所要制备缺陷形状匹配的凹槽，形成缺陷模具，将细绒线一端置于凹槽的中心；
步骤2：将低熔点材料加热至融化，将融化后的液态低熔点材料倒入橡皮泥上的凹槽中；
步骤3：待低熔点材料冷却凝固后，将带有细绒线的缺陷模型取出，通过细绒线按照实验设计要求将缺陷模型固定在固结体浇筑模具内；
步骤4：将搅拌均匀的浆液沿着固结体浇筑模具周边缓慢注入，保持缺陷模型位置不变；
步骤5：待浆液达到实验设计的凝固时间后，拆除固结体浇筑模具，将试样放入烘箱在低熔点材料的熔点以上温度加热保温烘烤；
步骤6：取出试样，完成含内缺陷注浆固结体试样制备。
进一步地，所述工具为钢珠、钢柱或者钢片。
进一步地，所述凹槽的形状为半球状、半球-柱组合状、柱状、片状或者不规则状的凹槽。
进一步地，所述低熔点材料的熔点范围为40-90度。
进一步地，所述低熔点材料为石蜡、柏油和松香中的任意一种或者几种组合。
进一步地，步骤2中，采用金属容器盛装低熔点材料，然后通过酒精灯在金属容器底部加热，将低熔点材料融化。
进一步地，步骤5中，烘烤保温的温度为100-120度。
进一步地，步骤5中，烘烤保温的时间为1-5小时。
进一步地，所述缺陷模型的等效直径为1-8mm。
一种含内缺陷注浆固结体试样，其特征在于：采用上述任意一种制备方法制备。
本发明的优势和效果主要体现在以下几方面：
1、能够制备含内缺陷的注浆固结体，弥补了注浆加固机理研究方面的不足，为全面有效揭示裂隙岩体注浆加固机理提供参考；
2、可根据试验需求制备不同形态内缺陷，满足不同工况下注浆加固机理研究试样需求。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的含球状内缺陷注浆固结体试样结构示意图。
图2为本发明实施例1制备的含片状内缺陷注浆固结体试样结构示意图。
图3为本发明实施例1球状蜡模制备方法示意图。
图4为本发明实施例1片状蜡模制备方法示意图。
图5为本发明实施例1中制备的含内缺陷注浆固结体试样的断面图。
其中1-固结体浇筑模具；2-球状蜡模；3-细绒线；4-浆液；5-片状蜡模；6-橡皮泥；7-钢珠；8-钢片。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
下面以石蜡作为低熔点材料为例对本发明进行说明。
请见图1、图2、图3和图4，本发明提供的一种含内缺陷注浆固结体试样制备方法，包括以下步骤：
步骤1：用钢珠7(大小根据实验需求设计,直径约2-5mm)或钢片8(大小根据实验需求设计，厚度约2-5mm)在橡皮泥6上刻出球状或片状凹槽，将细绒线3一端置于球状凹槽或片状凹槽的中心；
步骤2：将石蜡放于金属容器中，用酒精灯加热至融化，将融化后的液态石蜡倒入橡皮泥6上的凹槽中；
步骤3：待石蜡冷却凝固后，将带有细绒线3的蜡模(球状蜡模2或片状蜡模5)取出，用细绒线3按照实验设计要求固定在固结体浇筑模具1(模具尺寸根据实验要求确定，一般为直径50mm，高度100mm的圆柱形)内，具体位置可根据实验设计要求确定；
步骤4：将搅拌均匀的浆液4(按照实验设计水灰比配置)沿着固结体浇筑模具1周边缓慢注入，保持蜡模(球状蜡模2或片状蜡模5)位置不变(采用的手段是缓缓注入浆液或者采用多跟西绒线多角度固定)；
步骤5：待浆液4达到实验设计的凝固时间(可为7天、15天或28天等)后，拆除固结体浇筑模具1，将试样放入烘箱加热(温度可控制在100-120℃)1-5小时；
步骤6：取出试样，完成含内缺陷注浆固结体试样制备。
本实施例采用熔点较低的石蜡(熔点约为49-51℃)作为内缺陷预制材料，可以在不破坏注浆固结体外部结构的条件下形成内缺陷，更加接近真实岩石情况。
本实施例在制备蜡模过程，如果采用钢珠7压制，压得较浅所得凹槽即为半球形凹槽，蜡模也是半球形蜡模，如果是压得深，那么所得凹槽即为底部是半球形上部是柱形的组合凹槽，所得蜡模也是半球形和柱形组合蜡模。
本实施例利用石蜡的流动性，可以根据实验需求制备不同形态的内缺陷。
本发明实施例在步骤5加热过程中，石蜡熔融状态部分被浇注材料吸收(水泥灰浆材料固化后内部有微孔结构)，形成缺陷，即使不被完全吸收，由于石蜡等低熔点材料与注浆固结体试样本身材料特性差异巨大，也可以作为内缺陷进行相关试验研究。
实施例2，跟实施例1其他参数和步骤相同，就是把低熔点材料换成柏油。
实施例3，跟实施例1其他参数和步骤相同，就是把低熔点材料换成松香。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：用工具在橡皮泥上刻出所要制备缺陷形状匹配的凹槽，形成缺陷模具，将细绒线一端置于凹槽的中心；
步骤2：将低熔点材料加热至融化，将融化后的液态低熔点材料倒入橡皮泥上的凹槽中；
步骤3：待低熔点材料冷却凝固后，将带有细绒线的缺陷模型取出，通过细绒线按照实验设计要求将缺陷模型固定在固结体浇筑模具内；
步骤4：将搅拌均匀的浆液沿着固结体浇筑模具周边缓慢注入，保持缺陷模型位置不变；
步骤5：待浆液达到实验设计的凝固时间后，拆除固结体浇筑模具，将试样放入烘箱在低熔点材料的熔点以上温度加热保温烘烤；
步骤6：取出试样，完成含内缺陷注浆固结体试样制备。
2.如权利要求1所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：所述工具为钢珠、钢柱或者钢片。
3.如权利要求2所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：所述凹槽的形状为半球状、半球-柱组合状、柱状、片状或者不规则状的凹槽。
4.如权利要求1所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：所述低熔点材料的熔点范围为40-90度。
5.如权利要求4所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：所述低熔点材料为石蜡、柏油和松香中的任意一种或者几种组合。
6.如权利要求1所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：步骤2中，采用金属容器盛装低熔点材料，然后通过酒精灯在金属容器底部加热，将低熔点材料融化。
7.如权利要求1-6任意一项所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：步骤5中，烘烤保温的温度为100-120度。
8.如权利要求1-6任意一项所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：步骤5中，烘烤保温的时间为1-5小时。
9.如权利要求1-6任意一项所述含内缺陷注浆固结体试样的制备方法，其特征在于：所述缺陷模型的等效直径为1-8mm。
10.一种含内缺陷注浆固结体试样，其特征在于：采用权利要求1-9任意一种制备方法制备。
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