一种柱面含充填气孔的柱状节理岩体试样制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柱面含充填气孔的柱状节理岩体试样制备方法，包括：测定玄武岩柱状节理岩体的横断面几何形态、岩层产状、节理隙宽及单柱的柱面形态特征，用Revit软件并基于相似比准则构建柱状节理岩体的三维模型；根据不同单柱柱面形态特征，建立统计分析表格；将柱状节理岩体三维几何模型与柱面气孔统计分析数据导入3D打印机；将玄武岩粉末作为柱体材料，次生性黄泥作为节理与柱面气孔充填材料，分别装入3D打印机双喷头内同时打印，形成柱状节理岩体初始试样；后期打磨、抛光、修平，养护成满足渗流试验要求的柱状节理试样。本发明专利技术方法所制得的试样能真实反映柱面充填气孔的分布状态，可用于研究柱面充填气孔对柱状节理面渗流特性的影响。

Cylindrical joint rock sample preparation method containing cylindrical filling air hole

The present invention discloses a kind of columnar jointed rock specimens for cylinder containing filling hole preparation method, including: the determination of Xuan Wuyan of columnar jointed rock mass cross-sectional geometry, terrane, joint gap width and single column surface morphology, with Revit software and 3D model based on the similar construction of columnar jointed rock mass ratio criterion according to the morphological characteristics of different cylinder; single column, establish a statistical analysis of the form; the columnar jointed rock mass 3D geometric model and cylindrical hole statistical analysis of the data into the 3D printer; Xuan Wuyan powder as the column material, secondary joints and cylindrical pores as mud filling material were loaded into the 3D printer double nozzle printing at the same time, the formation of columnar the initial stage of jointed rock specimen; grinding, polishing, repair, maintenance of columnar joints to satisfy the requirements of the test sample flow. The sample produced by the method of the invention can truly reflect the distribution state of the air hole filled with the cylinder, and can be used to study the influence of the cylinder filling air hole on the flow characteristics of the columnar joint surface.

【技术实现步骤摘要】
一种柱面含充填气孔的柱状节理岩体试样制备方法
本专利技术涉及一种柱面含充填气孔的柱状节理岩体试样制备方法，属于岩体力学、地质学、渗流力学与3D打印技术多学科的交叉

技术介绍
柱状节理是玄武岩一种常见的原生构造，柱状节理岩体是一类特殊的工程地质岩体，其节理面一般为横截面规则的多边形柱体面。中国大陆柱状节理节理分布广泛，西南地区某大型水电站即选址在柱状节理区，随着项目建设的发展，研究者越来越注意到柱状节理岩体非线性、各向异性节理面渗流的研究价值，其已成为该水电工程主要的岩石力学问题之一。玄武岩柱状节理成因的主导学说为“冷却收缩说”，节理桩长的大小主要与熔岩的厚度、岩浆冷凝收缩的速度及温度密切相关，当熔岩在压力减小和温度骤然降低的条件下，其中挥发性成分不断散失，再加上熔岩迅速冷却而凝固，在柱面中形成圆形、条带状、拉长状气孔。气孔的存在改变了节理面导水状态，气孔充填物往往在水流冲刷下流失，气孔则具有一定的储水能力，柱状节理渗流因此表现出典型的各向异性、不连续性。赋存气孔节理面的渗流特性很难用常见的粗糙度理论解释，经典立方定律更加不适用，渗流控制方程Reynolds方程与N-S方程的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱面含充填气孔的柱状节理岩体试样制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用原位地质调查，测定玄武岩柱状节理岩体的横断面几何形态、岩层产状、节理隙宽及单柱的柱面形态特征，利用Revit软件并基于相似比准则构建柱状节理岩体的三维几何模型；(2)根据柱状节理岩体不同的单柱柱面形态特征，建立数据统计分析表格以定性、定量描述所述柱状节理岩体的柱面气孔的数量、几何形状与空间位置，将所述柱状节理岩体的柱面气孔统计分析数据与所述的柱状节理岩体的三维几何模型导入3D打印机；(3)将玄武岩粉末作为所述的柱状节理的柱体材料、次生性黄泥作为节理与柱面气孔充填材料，然后分别装入所述的3D打印机的两个喷头内同时打...

【技术特征摘要】
1.一种柱面含充填气孔的柱状节理岩体试样制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用原位地质调查，测定玄武岩柱状节理岩体的横断面几何形态、岩层产状、节理隙宽及单柱的柱面形态特征，利用Revit软件并基于相似比准则构建柱状节理岩体的三维几何模型；(2)根据柱状节理岩体不同的单柱柱面形态特征，建立数据统计分析表格以定性、定量描述所述柱状节理岩体的柱面气孔的数量、几何形状与空间位置，将所述柱状节理岩体的柱面气孔统计分析数据与所述的柱状节理岩体的三维几何模型导入3D打印机；(3)将玄武岩粉末作为所述的柱状节理的柱体材料、次生性黄泥作为节理与柱面气孔充填材料，然后分别装入所述的3D打印机的两个喷头内同时打印，形成柱面含充填气孔的柱状节理岩体初始试样；(4)将所述的柱面含充填气孔的柱状节理岩体初始试样进行后期打磨、抛光、修平，养护成满足渗流试验要求的柱状节理试样。2.根据权利要求1所述的一种柱面含充填气孔的柱状节理岩体试样制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)的具体过程为：(1-1)原位测定玄武岩柱状节理岩体横断面的几何形态，所述的横断面的几何形态为四边形、五边形、六边形及七边形四种形态；所述的玄武岩柱状节理岩体单柱柱面下部均匀分布有不充填圆形气孔，上部有较大的充填条带状气孔；其产状各异，节理、微裂隙及柱面气孔由次生性黄泥充填；(1-2)原位测定所述的横断面为四边形、五边形、六边形及七边形四种几何形态下的柱宽、柱高、节理宽度；(1-3)按照所述的横断面的四种几何形态，利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔洋，阮怀宁，朱珍德，石崇，罗志华，孙赑，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32