一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112268772A(43)申请公布日2021.01.26(21)申请号202011212868.X(22)申请日2020.11.04(71)申请人青岛理工大学地址266500山东省青岛市黄岛区嘉陵江路777号(72)发明人孟凡震宋杰岳祝凤周雄王肖珊王在泉(74)专利代理机构青岛智地领创专利代理有限公司37252代理人张凯(51)Int.Cl.G01N1/28(2006.01)G01N3/24(2006.01)G01N3/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法(57)摘要一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，涉及岩石力学试验技术领域，解决了岩石节理面剪切破坏后的原始形貌特征无法保留及测量困难的问题；其包括：剪切试验后保持节理上盘和下盘岩石试样相对位置不变，并平稳、缓慢的移至实验容器中；再将高渗透性环氧树脂与固化剂混合并搅拌均匀，倒入容器中，直至液面没过岩石节理面；将实验容器放入真空箱中做真空处理，环氧树脂完全渗透至上盘和下盘中间的剪切缝隙，以及上盘和下盘内的微裂纹中，静置至环氧树脂固化。该方法为岩石节理面、断层面等剪切破坏后的形貌变化和细观损伤研究提供了方便，实现了岩石剪切后节理面的原位保真，对于揭示节理、断层在不同地质条件下的破坏机制意义重大。CN112268772ACN112268772A权利要求书1/1页1.一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，其特征在于，步骤包括：A.制作岩石节理剪切试验用的节理试样，节理试样包括上盘和下盘，将节理试样放置在剪切盒中，施加法向载荷，之后施加剪切力进行剪切试验；B.在准备的实验容器内壁均匀涂抹脱模剂；C.完成剪切试验后，打开剪切盒，保持上盘和下盘两部分试样的相对位置不变，并平稳的放置于实验容器中；D.将环氧树脂与固化剂混合并搅拌均匀，平稳的倒入实验容器中，直至液面没过岩石节理面；E.将实验容器放入真空箱中做真空处理，环氧树脂的混合试剂渗透至上盘和下盘中间的剪切缝隙，以及裂缝两侧上盘和下盘内的裂纹中，静置直至环氧树脂固化，取出固化后的岩石节理试样。2.根据权利要求1所述的一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，其特征在于，所述实验容器的尺寸大于节理试样的尺寸。3.根据权利要求1所述的一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，其特征在于，所述环氧树脂与固化剂混合的体积比为2：1。4.根据权利要求1所述的一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，其特征在于，所述步骤E中具体是，首先将装有岩石节理试样的实验容器放入真空箱中，真空箱的抽气口和真空泵相连，打开真空泵后真空箱内气压下降，环氧树脂的混合试剂内残留的气泡析出，混合试剂与试样和节理面之间的空隙压力为0；然后再打开真空箱的进气口，增大气压，环氧树脂的混合试剂渗透进入节理面和岩石裂纹中。5.根据权利要求1所述的一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，其特征在于，所述环氧树脂固化后，节理试样剪切破坏后的上盘和下盘封装固定为一个整体，形成原位保真的岩石节理试样，保留剪切破坏后原始的破坏形态。6.根据权利要求5所述的一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，其特征在于，所述原位保真的岩石节理试样进行切割加工后，制作岩石薄片，剪切破坏形成的断层泥、碎屑和裂纹均保留在岩石薄片中。7.根据权利要求6所述的一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法，其特征在于，所述切割薄片置于光学显微镜下观察，确定节理面两侧的裂纹及断层泥细观结构的数量、尺寸和分布范围。2CN112268772A说明书1/4页一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法技术领域[0001]本发明涉及岩石力学试验技术领域，尤其是一种岩石节理面剪切破坏后的原位保真方法。背景技术[0002]近年来，随着国民经济的快速发展，对能源、资源的需求也日益增长，岩体中开挖施工基建工程也越来越多，如大型水电站引水隧洞、库岸边坡、交通隧道、核废料地下处置库、深部矿山和油气资源开采等。岩石作为一种天然的地质体，具有非连续性的特征，岩块常常被不同尺度的弱面，如层理、节理、断层等切割。与完整性较好的岩体相比，含节理面的岩体由于其较大的变形特性、较低的刚度、较小的剪切强度和极强的导水特性，使得岩体更容易发生剪切失稳破坏，影响工程岩体的稳定性。岩块沿着节理面发生剪切破坏是一种常见的工程岩体破坏形式，如隧道围岩坍塌、岩质边坡滑坡、结构面滑移诱发岩爆、大坝坝基滑移等。节理岩体的剪切失稳破坏极易造成重大经济损失和人员伤亡，影响工程建设的施工速度，因此对节理岩体进行不同热、力、水等地质环境下剪切力学特性的研究具有重要的科学意义和工程意义。[0003]天然岩石节理、断层表面并非完全平坦，而是具有不