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原文传递制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的模具及方法

专利名称：	制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的模具及方法
摘要：	本发明涉及一种制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的模具，其特征在于：包括钢模具、3D打印插片及3D打印盖板，所述钢模具为长方体结构，所述3D打印插片的宽度、粗糙度和厚度与单裂隙的长度、粗糙度和张开度相等，所述3D打印盖板为板状结构，所述3D打印盖板上预设有与类岩石试样中单裂隙实际出露的位置和形态相同的裂缝，且所述裂缝的倾向、倾角和粗糙度与类岩石试样中单裂隙的倾向、倾角和粗糙度相等。本发明的一种制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的方法，既能够用于制备张开的单裂隙的类岩石试样，又能够用于制备闭合的单裂隙的类岩石试样，试样的制备效率高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	孙少锐;乐慧琳;吕毅;施威;朱峰;王武超;范昊天;刘勇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910175072.2
公开号：	CN109916680A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司
代理人：	吴树山
分类号：	G01N1/28(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的模具，其特征在于：包括钢模具(1)、3D打印插片(2)及3D打印盖板(3)，所述钢模具(1)为长方体结构，所述3D打印插片(2)的宽度、粗糙度和厚度与单裂隙的长度、粗糙度和张开度相等，所述3D打印盖板(3)为板状结构，所述3D打印盖板(3)上预设有与类岩石试样中单裂隙实际出露的位置和形态相同的裂缝(4)，且所述裂缝(4)的倾向、倾角和粗糙度与类岩石试样中单裂隙的倾向、倾角和粗糙度相等。 2.根据权利要求1所述的制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的模具，其特征在于，所述钢模具(1)包括底板(5)、侧板(6)、隔板(7)、双头螺栓(8)和带帽螺栓(9)，其中：所述底板(5)的前后两侧分别设有侧板(6)，所述侧板(6)的内侧设有用于插入隔板(7)的凹型榫槽，所述侧板(6)的两端设有用于插入双头螺栓(8)的圆孔，所述带帽螺栓(9)与底板(5)焊接连接，所述双头螺栓(8)中部设有用于插入带帽螺栓(9)的圆孔。 3.根据权利要求1或2所述的制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的模具，其特征在于，所述3D打印盖板(3)的厚度为10mm、面积为钢模具(1)的横截面面积的1/3。 4.制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的方法，其特征在于，应用权利要求1所述的模具来制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样，具体步骤包括如下：步骤一，通过3D打印机打印与单裂隙的长度、张开度和粗糙度相等的3D打印插片(2)；步骤二，通过3D打印机打印3D打印盖板(3)，所述3D打印盖板(3)中预设有与类岩石试样中单裂隙实际出露的位置和形态相同的裂缝(4)；步骤三，组装钢模具(1)，所述钢模具(1)包括底板(5)、侧板(6)、隔板(7)、双头螺栓(8)和带帽螺栓(9)，将所述侧板(6)放置在所述底板(5)上，将所述双头螺栓(8)穿过所述侧板(6)两端的圆孔，将所述带帽螺栓(9)穿过所述双头螺栓(8)，将所述隔板(7)插入所述侧板(6)的凹型榫槽，拧紧所述双头螺栓(8)和带帽螺栓(9)，在所述钢模具(1)内涂抹润滑油1-2次；步骤四，将水泥砂浆倒入所述钢模具(1)内并充分振捣；步骤五，将所述3D打印盖板(3)盖在所述钢模具(1)的顶面；步骤六，3D打印插片(2)的外部涂抹润滑油1-2次；步骤七，将所述3D打印插片(2)通过预设的裂缝(4)插入类岩石试样的内部；步骤八，根据所制备的张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的裂隙类型，分别确定将3D打印插片(2)拔出的时间，并在3D打印插片(2)拔出后移去3D打印盖板(3)；步骤九，待水泥砂浆固化成型后脱膜并养护得到含张开的单裂隙的类岩石试样(10)或含闭合的单裂隙的类岩石试样(11)。 5.根据权利要求4所述的制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的方法，其特征在于，步骤一或步骤二中所述的3D打印插片(2)和3D打印盖板(3)的材料均为不溶于水的聚乳酸。 6.根据权利要求4或5所述的制备具有张开或闭合的单裂隙的类岩石试样的方法，其特征在于，步骤八中所述的3D打印插片(2)拔出的时间取决于形成单裂隙的形状，若要形成张开的单裂隙，24小时后将3D打印插片(2)拔出；若要形成闭合的单裂隙，2个小时后将3D打印插片(2)拔出，此时水泥砂浆处于流塑状态，使得拔出3D打印插片(2)后产生的狭缝逐渐变窄，由此形成闭合的单裂隙。
所属类别：	发明专利