【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石性能研究，具体涉及一种岩石试件强度及孔隙调节系统。
技术介绍
1、在掘进勘探等真实岩体工程中，经常会遇到含复杂裂隙结构岩体，岩体常常作为承载结构存在于实际工程中。为了工程的顺利进行，以及保证后续基建的可靠性，需要探测岩体的力学性能，但往往受制于各种现场条件,岩石力学的原位试验无法进行。只能以模拟研制岩石试件的方式，对岩体进行力学性能研究。
2、对于含有复杂裂隙结构的岩体，传统的试验岩石试件研究方法，无法在试件内部复现能够反应真实情况的裂隙结构。目前随着3d打印技术的普及，申请人曾考虑采用3d打印的方式获得能够反应岩体内部裂隙情况的岩石试件，并申请了专利cn201811560021.3，该专利公开了一种基于3d打印技术的充填型裂隙网络岩石试件制备方法，属于土木、水利及采矿等地下工程试验相关
该专利技术首先构建三维随机裂隙网络模型；将得到的模型转换成stl文件；并导入到3d打印机；通过3d打印机打印三维随机裂隙网络模型；在模型外表面涂抹防水涂料；把三维随机裂隙网络模型放置于并钢模具中，再把水泥砂浆倒入放置有三维随机裂隙网络模型的钢模具中，并振捣均匀；把水泥砂浆试件连同钢模具一同放入标准养护箱；再降解三维随机裂隙网络模型；将降解后的试件再次放置于标准养护箱中养护，再向养护好的试件的三维随机裂隙中充填所需的材料，最终得到充填型裂隙网络岩石试件。
3、但上述专利的岩石试件制备方法，是采用易溶材料3d打印裂隙模型，然后采用钢模具制备试件，再水洗去除试件内部模型获得裂隙。故这种方式虽然比较容易
4、针对上述缺陷，申请人考虑直接采用粉末粘结成形3d打印的方式，以石英砂为粉末原料，直接打印可以获得内腔裂隙精度较高的岩石试件，石英砂粉末打印形成的孔隙也可以注入加强材料的方式使其获得足够强度。可以解决试件强度和内腔裂隙精度无法兼顾的缺陷。但是针对不同的岩石工程，其岩石强度和孔隙率大小不同。故如何可以进一步方便快捷地控制调节岩石试件的强度和孔隙率，完成不同工程实际情况的精确模拟，成为本领域技术人员有待进一步考虑解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够方便快捷地控制调节岩石试件的强度和孔隙率，以完成不同工程实际情况的精确模拟的岩石试件强度及孔隙调整方法及其岩石试件强度及孔隙调节系统，使其可以更好地应用于岩体工程施工指导，提高工程施工可靠性和安全性。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：
3、一种岩石试件强度及孔隙调整方法，其特征在于，采用热固性树脂作为加强材料，将其混合并溶于酒精后注入预制好的岩石试件的孔隙内，再加热岩石试件使得酒精挥发且热固性树脂固化，通过调整酒精的比例大小，达到调整岩石试件孔隙大小和强度的目的，使其满足试验模拟要求。
4、这样是因为热固性树脂自身的热塑性和热固性可通过生产过程中选用催化剂的不同而灵活调节，热固性树脂能够很好地溶于酒精，可方便随酒精一起压注入岩石试件的孔隙内；然后酒精又在高温加热时很容易挥发掉，使得剩下的热固性树脂存留于岩石试件内固化并起到加强试件强度的作用。这样通过调整酒精的比例大小，就可以方便灵活地达到调节试件孔隙大小和强度的目的，酒精比例多则最终试件孔隙率高，酒精比例小则试件孔隙率低，使试件的强度和孔隙率参数能够调整至和岩体实际情况接近，更好地提高模拟试验的精度。尤其是，岩石试件为采用石英砂和呋喃树脂胶进行打印得到时，酒精还可以柔化试件中的呋喃树脂胶成分，使其可以更好地进入到试件孔隙内部。另外，当岩石试件内部设置有封闭的裂隙结构时，酒精在加热挥发过程中，还可以部分进入到裂隙内，形成裂隙气压，使得制得的岩石试件可以更好地模拟出工程岩体裂隙内部存在天然气和页岩气等气体气压的情况。当然实施时，本方法也同样可以适用于内部未设置裂隙结构的岩石试件调整强度和孔隙率。
5、进一步地，热固性树脂为液态的酚醛树脂。其固化温度为150—300℃相对较低，更利于控制反应过程，更容易和酒精相溶，能够更好地达到上述效果。
6、进一步地，采用具有热熔冷凝性质的材料为封堵剂，使其加热后随酒精一起压注入岩石试件的孔隙内，在加热岩石试件过程中随酒精进入到试件裂隙内，并在冷却后凝固在裂隙内壁上，将酒精气体封存于裂隙内。
7、这样，封堵剂加热后随酒精进入到试件裂隙内，并在冷却后将裂隙内壁的孔隙封堵住，使得气态的酒精被更好地封存于裂隙中，更好地获得工程岩体裂隙内气体气压模拟状态。实施时，封堵剂可采用石蜡实现，石蜡容易在较低的温度下即可熔化和挥发，方便在温度控制条件下液化并随酒精进入到岩石试件孔隙内，并能够在后续试件加热过程中和酒精一起气化进入到裂隙内，然后试件冷却至室温后，石蜡气体能够快速冷凝附着在裂隙内腔壁上，且石蜡和酒精不相溶，可以很好地封堵酒精于裂隙内。具体实施时，石蜡的配比大小可根据需要或试验结果进行灵活调节，一般只需加入少许（几十分之一至几百分之一）并和酒精及热固性树脂一起在温度控制条件下（石蜡能够控制为液态的温度即可）搅拌均匀呈悬浊液状态即可。
8、进一步地，调整岩石试件强度和孔隙时，采用岩石试件强度及孔隙调节系统实现，所述岩石试件强度及孔隙调节系统，包括一个真空容器，真空容器整体为封闭设置且通过抽真空管道连接到一个抽真空装置；真空容器侧壁或者顶部设置有用于取放岩石试件的密封门，真空容器上连通设置有混合液进液管道，混合液进液管道上设置有混合液进液泵，混合液进液管道的起始端和一个混料容器内底部相接通，混料容器通过树脂进液管和一个热固性树脂容器相接，树脂进液管上安装有树脂进液泵，混料容器还通过酒精本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，所述岩石试件强度及孔隙调节系统，包括一个真空容器，真空容器整体为封闭设置且通过抽真空管道连接到一个抽真空装置；真空容器侧壁或者顶部设置有用于取放岩石试件的密封门，真空容器上连通设置有混合液进液管道，混合液进液管道上设置有混合液进液泵，混合液进液管道的起始端和一个混料容器内底部相接通，混料容器通过树脂进液管和一个热固性树脂容器相接，树脂进液管上安装有树脂进液泵，混料容器还通过酒精进液管和一个酒精容器相接，酒精进液管上安装有酒精进液泵。
2.如权利要求1所述的岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，真空容器上端还通过惰性气体进气管道和一个惰性气体容器相连。
3.如权利要求1所述的岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，混料容器内还设置有搅拌装置。
4.如权利要求1所述的岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，混料容器为封闭式设置且上端通过抽真空管道和抽真空装置相连。
5.如权利要求1所述的岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，所述混合液进液泵、树脂进液泵和酒精进液泵均为计量泵。
<...【技术特征摘要】
1.一种岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，所述岩石试件强度及孔隙调节系统，包括一个真空容器，真空容器整体为封闭设置且通过抽真空管道连接到一个抽真空装置；真空容器侧壁或者顶部设置有用于取放岩石试件的密封门，真空容器上连通设置有混合液进液管道，混合液进液管道上设置有混合液进液泵，混合液进液管道的起始端和一个混料容器内底部相接通，混料容器通过树脂进液管和一个热固性树脂容器相接，树脂进液管上安装有树脂进液泵，混料容器还通过酒精进液管和一个酒精容器相接，酒精进液管上安装有酒精进液泵。
2.如权利要求1所述的岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，真空容器上端还通过惰性气体进气管道和一个惰性气体容器相连。
3.如权利要求1所述的岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，混料容器内还设置有搅拌装置。
4.如权利要求1所述的岩石试件强度及孔隙调节系统，其特征在于，混料容器为封闭式设置且上端通...
【专利技术属性】
技术研发人员：张科，叶锦明，保瑞，张凯，刘享华，李娜，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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