一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法技术

一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样装置及方法，属于岩体工程技术领域，制样装置包括带冷气喷嘴的数控线切割机床，数控线切割机床上连接有岩心夹持组件，岩心夹持组件包括有端部承压柱的端部框架，端部框架之间连接有4根侧面承压柱，端部承压柱和侧面承压柱上分别连接有端部围板和侧面围板；制样方法包括安装并夹紧待切割岩心、将岩心夹持组件旋转至45

【技术实现步骤摘要】
一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法


[0001]本专利技术属于岩体工程
，涉及一种试样制样方法，特别是涉及一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法。

技术介绍

[0002]软弱破碎岩体历来是工程地质和岩体力学研究的重要课题之一。在矿业工程、水利水电工程、隧道工程等领域中，常有软弱围岩，在开挖过程中，经常引起坍塌、大变形等严重的地质灾害。因此，为了更加可靠地评估软弱破碎岩体的工程稳定性，开展相关试验了解其力学性能和破坏机理显得极其重要。
[0003]软弱破碎岩体多具有软弱、松散、破碎、膨胀的特点，遇水易泥化、崩解、结构面发育，如泥岩、页岩、粉砂岩、破碎带等。在现有技术中，岩石切割制样装置大多是大型岩石切割机，可以对完整硬岩进行切割，但对于软弱破碎岩石，切割过程对其损伤和扰动极大，主要由于是切割过程的水和震动，易造成软弱破碎岩石崩解、块石脱落，无法成样。近年来，开始利用岩石线切割机对岩石进行切割，扰动降低，但仍使用水对金刚石线进行降温，对一些软岩仍不适用，而且破碎岩石自身不完整，也无法对其进行加工。
[0004]因此，急需一种适用于软弱破碎岩心的制样方法，保证软弱破碎岩石制样的成功。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法，用于解决现有技术中软弱破碎岩心制样过程中对岩心的扰动损伤大，从而导致软弱破碎岩心制样成功率低的技术问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一，将待切割岩心安装在端部围板和侧面围板之间，并夹紧岩心；
[0008]步骤二，将岩心夹持组件旋转至45
°
方位后放置在固定底座上，并将端部框架固定在固定底座上；
[0009]步骤三，分别对岩心的两端端部进行切割，岩心端部切割的方法为：
[0010]1)将切割线调节进入到岩心夹持组件后夹紧岩心；
[0011]2)调整数控线切割机床的工作台，使切割线紧贴侧面围板端面后启动数控线切割机床使其前后方向工作进行端部切割；
[0012]3)取出切割后的端部岩心余料，重新夹紧端部围板；
[0013]4)将切割线移出到岩心夹持组件外；
[0014]5)调节数控线切割机床的工作台，使端部框架的另一端靠近切割线；
[0015]6)重复步骤1)、2)、3)、4)，进行另一端岩心余料的切除；
[0016]步骤四，松开锁紧螺母，将岩心夹持组件旋转至0
°
方位后固定在固定底座上；
[0017]步骤五，分别对岩心的四个面进行切割，形成方形试样，其具体切割方法为：
[0018]1)将切割线调节进入到岩心夹持组件后夹紧岩心；
[0019]2)调整数控线切割机床的工作台，使切割线紧贴上、下侧面围板的侧面后启动数控线切割机床使其左右方向工作进行侧面切割；
[0020]3)将切割线移出到岩心夹持组件外；
[0021]4)松开锁紧螺母，并将岩心夹持组件沿其轴线旋转90
°
固定在数控线切割机床的工作台上；
[0022]5)重复步骤1)、2)、3)、4)，完成剩余三个侧面的切割，形成方形试样；
[0023]步骤六，取出方形试样。
[0024]上述任意方案中优选的是，所述步骤一中，待切割岩心的安装和夹紧包括以下步骤：
[0025]步骤1、拆除一端的端部框架，松开侧面和另一端的紧固螺栓组，使4个侧面围板和另一端的端部围板退出；
[0026]步骤2、将待切割岩心从拆掉的一端塞入到四个侧面围板之间，然后安装拆除的端部框架，同时，紧固端部承压柱和侧面承压柱，使端部围板和侧面围板与待切割岩心接触，夹紧待切割岩心。
[0027]上述任意方案中优选的是，所述步骤三中，将切割线调节进入到岩心夹持组件后夹紧岩心和将切割线移出到岩心夹持组件外的具体方法包括以下步骤：
[0028]步骤1、松开靠近切割线一侧的两根侧面承压柱上的端部固定螺栓，并松开这两根侧面承压柱上的紧固螺栓组，将这两根侧面承压柱沿其轴线向外推出1～3mm；
[0029]步骤2、调节工作台使切割线从侧面承压柱与端部框架的缝隙通过后进入或移出到岩心夹持组件内；
[0030]步骤3、复位两根侧面承压柱并通过端部固定螺栓固定；
[0031]步骤4、调节紧固螺栓组夹紧待切割岩心。
[0032]上述任意方案中优选的是，所述步骤五中，将切割线调节进入到岩心夹持组件后夹紧岩心和将切割线移出到岩心夹持组件外的具体方法包括以下步骤：
[0033]步骤1、松开靠近切割线一侧的一根侧面承压柱上的端部固定螺栓，并松开这根侧面承压柱上的紧固螺栓组，将这根侧面承压柱沿其轴线向外推出1～3mm；
[0034]步骤2、调节工作台使切割线从侧面承压柱与端部框架的缝隙通过后进入或移出到岩心夹持组件内；
[0035]步骤3、复位这根侧面承压柱并通过端部固定螺栓固定；
[0036]步骤4、调节紧固螺栓组夹紧待切割岩心。
[0037]如上所述，本专利技术的一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法，具有以下有益效果：
[0038]1、本专利技术中，岩心夹持组件对待切割岩心的切割全过程进行夹紧，夹持效果好，固定稳定性高，避免了岩心自身结构面张开以及切割造成新的结构面张开，可有效提高制样过程的稳定性，从而提高所制样品的质量。
[0039]2、本专利技术中，通过气泵通过冷却气体对切割线进行冷却，避免使用水，从而避免了水对软弱破碎岩石的损伤，降低了制样难度，有效提高了制样效率和所制样品的质量。
[0040]3、本专利技术中，采用线切割技术，减小了切割过程对岩石造成的扰动，从而有效提高
了制样的样品质量。
附图说明
[0041]图1显示为本专利技术的结构示意图。
[0042]图2显示为岩心夹持组件的结构示意图。
[0043]图3显示为侧面围板的示意图。
[0044]图4显示为端部围板的示意图
[0045]图5显示为岩心端部余料切割走线图。
[0046]图6显示为岩心侧面余料切割走线图。
[0047]图7显示为切割成型后的软弱破碎试样示意图。
[0048]图8显示为软弱破碎岩心的切割流程示意图。
[0049]元件标号说明
[0050]1‑
控制盒；2
‑
机床床身；3
‑
工作台面；4
‑
前后方向托板；5
‑
左右方向托板；6
‑
走丝机构；7
‑
冷气喷嘴；8
‑
切割线；9
‑
端部框架；10
‑
侧面承压柱；11
‑
端部承压柱；12
‑
侧面围板；13
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将待切割岩心(15)安装在端部围板(13)和侧面围板(12)之间，并夹紧岩心；步骤二，将岩心夹持组件旋转至45
°
方位后放置在固定底座(16)上，并将端部框架(9)固定在固定底座(16)上；步骤三，分别对待切割岩心(15)的两端端部进行切割，岩心端部切割的方法为：1)将切割线(8)调节进入到岩心夹持组件后夹紧岩心；2)调整数控线切割机床的工作台，使切割线(8)紧贴侧面围板(12)端面后启动数控线切割机床使其前后方向工作进行端部切割；3)取出切割后的端部岩心余料，重新夹紧端部围板(13)；4)将切割线(8)移出到岩心夹持组件外；5)调节数控线切割机床的工作台，使端部框架(9)的另一端靠近切割线(8)；6)重复步骤1)、2)、3)、4)，进行另一端岩心余料的切除；步骤四，松开锁紧螺母(18)，将岩心夹持组件旋转至0
°
方位后固定在固定底座(16)上；步骤五，分别对待切割岩心(15)的四个面进行切割，形成方形试样，其具体切割方法为：1)将切割线(8)调节进入到岩心夹持组件后夹紧岩心；2)调整数控线切割机床的工作台，使切割线(8)紧贴上、下侧面围板(12)的侧面后启动数控线切割机床使其左右方向工作进行侧面切割；3)将切割线(8)移出到岩心夹持组件外；4)松开锁紧螺母(18)，并将岩心夹持组件沿其轴线旋转90
°
固定在数控线切割机床的工作台上；5)重复步骤1)、2)、3)、4)，完成剩余三个侧面的切割，形成方形试样；步骤六，取出方形试样。2.根据权利要求1所述的软弱破碎岩心的真三轴试样制样方法，其特征在于：所述步骤一中，待切割岩心(15)的安装和夹紧包括以下步骤：步骤1、拆除一端的端部框架(9)，松开侧面和另一端的紧固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，陈涛，谢旭智，周红祖，贺国龙，孙慕楠，王红力，刘毅，文鑫林，曹辉，李信，雷文，黄照元，王飞燕，周扬一，于小军，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：