一种侵入接触带加固试验方法及侵入接触带加固试验装置制造方法及图纸

本申请提供一种侵入接触带加固试验方法及侵入接触带加固试验装置，其包括确定侵入接触带岩样的矿物成分；开展岩样的表面化学改性试验，制备化学改性溶液；形成侵入接触带的试验岩样；研发侵入接触带加固试验装置，通过试验岩样模拟地应力环境下侵入接触带的电渗驱动化学改性加固过程；对加固前的试验岩样进行单轴压缩试验；对试验岩样开展电渗驱动化学改性加固试验；对加固后的试验岩样进行单轴压缩试验；确定加固最佳工艺参数；采用最佳工艺参数对试验岩样进行加固，对加固前后的试验岩样进行真三轴试验，检验试验岩样的最终化学改性加固效果。该方法能提高试验岩样的整体强度，为深埋岩体侵入接触带进行现场化学改性加固提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及地下工程领域，尤其涉及一种侵入接触带加固试验方法及侵入接触带加固试验装置。

技术介绍

1、随着地球浅部矿产资源逐渐枯竭，深部矿产资源开采已然趋于常态，促使着矿山开采、水电开发、隧道建设等进一步向地球深部发展，深部高应力地下工程建设的安全稳定也越来越受到重视。地下工程开挖过程中，围岩内部存在的侵入接触带等软弱结构面在地应力的作用下，容易产生非线性破坏，最终引发冒落、塌方、岩爆等工程失稳灾害，侵入接触带的加固效果已成为影响地下隧洞工程安全的重要因素。

2、为保障深埋巷道施工期的安全与稳定，需要对侵入接触带进行必要的工程加固。工程实践证明，注浆加固法对充填岩体裂隙、提高围岩整体强度和协调变形能力有一定效果。传统注浆方法主要是利用具有凝聚功能的水泥类浆材或高分子化学材料，通过加压的方式把注浆溶液均匀地注入岩层中的空隙、裂缝与空洞中，将原来松散破碎的岩土凝结聚集成为一个新的整体，提高岩土体的物理力学性能，实现工程加固效果。但是，单一的注浆方式和注浆材料难以实现针对不同类型侵入接触带的显著加固效果。为了显著提高加固效果，学者们提出了电化学注浆加固本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种侵入接触带加固试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，在步骤S1中，在地下洞室中，通过高密度电法寻找所述侵入接触带并确定所述岩样的采集区域，使用地质钻钻取所述侵入接触带处和所述侵入接触带两侧处的不同岩性的岩样；采用X射线衍射仪确定所述侵入接触带岩样矿物成分，根据矿物成分选取包含Ca2+、Mg2+、CO32-、SO32-、SiO32-多种类型的阴阳离子的化学溶液。

3.根据权利要求1所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，在步骤S2中，所述岩样的表面化学改性试验包括以下步骤：p>

4.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种侵入接触带加固试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，在步骤s1中，在地下洞室中，通过高密度电法寻找所述侵入接触带并确定所述岩样的采集区域，使用地质钻钻取所述侵入接触带处和所述侵入接触带两侧处的不同岩性的岩样；采用x射线衍射仪确定所述侵入接触带岩样矿物成分，根据矿物成分选取包含ca2+、mg2+、co32-、so32-、sio32-多种类型的阴阳离子的化学溶液。

3.根据权利要求1所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，在步骤s2中，所述岩样的表面化学改性试验包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，在步骤s3中，采用数控砂线切割机将钻取的所述侵入接触带两侧处的所述岩样加工成标准试样，通过三维激光扫描仪扫描钻取于所述侵入接触带处的所述岩样的原生界面形貌，获取所述侵入接触带原生界面的点云坐标，经转换处理后采用建模软件重新构建所述侵入接触带原生界面的3d数字模型，并将构建的3d数字模型导入到小型数控雕刻机中；通过所述雕刻机加工不同岩性的所述标准试样的表面，制作出尺寸为70mm×70mm×150mm的所述侵入接触带的所述试验岩样。

5.根据权利要求1所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，在步骤s4中，所述侵入接触带加固试验装置包括缸体、应力模拟结构、化学溶液传输结构以及电渗驱动结构；所述缸体内设置有岩性不同的第一试验岩样和第二试验岩样，所述第一试验岩样、所述第二试验岩样分别取自于所述侵入接触带的两侧处，且所述第一试验岩样、所述第二试验岩样之间具有裂隙；所述应力模拟结构分别传动连接于所述第一试验岩样、所述第二试验岩样的表面上，用于模拟深埋岩体地应力环境；所述化学溶液传输结构分别连接于所述缸体上的进液口和出液口，用于将化学改性溶液注入到所述裂隙内；所述电渗驱动结构分别电连接于所述第一试验岩样、所述第二试验岩样，用于调节所述第一试验岩样、所述第二试验岩样所构成的电路中的电压梯度。

6.根据权利要求5所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，所述应力模拟结构包括第一空气压缩机、第一高压软管、第一空气增压泵、第一不锈钢管道、第一橡胶气囊、第二空气压缩机、第二高压软管、第二空气增压泵、第二不锈钢管道以及第二橡胶气囊；所述第一高压软管的一端连接于所述第一空气压缩机，且另一端通过所述第一空气增压泵而连接于所述第一不锈钢管道的一端；所述第一不锈钢管道的另一端穿进所述缸体的内腔中，并传动连接于所述第一橡胶气囊上；所述第一橡胶气囊包裹于所述第一试验岩样的外周侧上；所述第二高压软管的一端连接于所述第二空气压缩机，且另一端通过所述第二空气增压泵而连接于所述第二不锈钢管道的一端；所述第二不锈钢管道的另一端穿进所述缸体的内腔中，并传动连接于所述第二橡胶气囊上；所述第二橡胶气囊包裹于所述第二试验岩样的外周侧上。

7.根据权利要求5所述的侵入接触带加固试验方法，其特征在于，所述化学溶液传输结构包括第一容器、第一蠕动泵管、第一蠕动泵、第二容器、第二蠕动泵管以及第二蠕动泵；所述第一容器中盛放有化学改性溶液；所述第一蠕动泵管的一端连通于所述第一容器，且另一端连通于所述进液口；所述进液口连通于所述裂隙；所述第二容器中盛放有反应完成的渗滤液；所述第二蠕动泵管的一端连通于所述第二容器，且另一端连通于所述出液口；所述出液口连通于所述裂隙；所述第一蠕动泵管中的化学改性溶液的流...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东方，田杰，陈世杰，谭发坤，俞杭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：