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含三维预置缺陷的脆性介质试样的制作方法技术

技术编号:7974119 阅读:200 留言:0更新日期:2012-11-15 06:56
本发明专利技术是一种制作含三维预置裂纹缺陷的方法,通过数码定位裂纹的空间位置,沿裂纹对称面切开岩体,采用数控机床方法精确制作预置裂纹,最后使用强力胶将切割面粘合,使得所制裂纹成为内部三维裂纹缺陷,该方法能够保证脆性介质内初始缺陷的连续性、真实性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种新型的实验试样制作方法,主要应用于开展含三维预置缺陷脆性介质破坏行为的研究,同时也可推广至其它材料结构的类似试样制作中。
技术介绍
对含缺陷岩石、混凝土脆性介质的开裂、扩展、贯通和破坏的试验一直是国际上研究的热点,也是获取脆性介质本构关系及研究内部裂隙扩展的重要手段。岩石、混凝土、陶瓷等脆性介质是一种多裂隙、非均匀的材料,细观上表现为介质内部的微裂纹、隐性裂纹、孔隙及弱区等,宏观上则表现为断裂面、裂缝等。在实际工程中,岩块或混凝土材料的破坏往往是在外界的扰动和压力变化作用时,内部的隐性三维裂纹逐渐转为显性状态,出现损 伤局部化,进而解体、破坏。对脆性介质破坏行为的研究主要通过理论、数据模拟和物理试验三方面开展,其中物理试验是最为直接和可靠的研究手段。实际工程中的脆性介质内部裂纹从本质上来说都是三维的,但在以往的试验研究中,由于裂隙缺陷加工难度大以及观测困难等原因,人们多将其简化为二维裂纹或用有机玻璃等材料替代岩石,造成试验结果与实际情况不相符。本专利技术则是给出了岩石类脆性介质三维预置缺陷的制作方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于制作含三维预置缺陷的非均质脆性介质试样,所述方法包括制作不含三维预置缺陷的非均质脆性介质试样;将所述试样切割成两个或更多个部分,并对每部分做好标记便于后期重新合成一体;在每部分的切割面分别向其内部形成预置缺陷;按照标记将所有部分对接,以保证缺陷的走向不变,并将所有部分重新合成一体。所述试样是岩石、混凝土或陶瓷等材料。所述试样是大理石。所述试样的形状是规则形状或者是不规则形状。所述试样形状是长方体。所述三维预置缺陷是单裂纹、双裂纹或多裂纹。其中切割试样为通过预置缺陷进行,优选为通过预置缺陷的中心平面进行。所述形成预置缺陷是采用数码精工车床形成。所述重新合成一体是采用强力胶粘结,加压静置一段时间。本专利技术的目的还在于制作含三维预置单裂纹的大理石试样,所述方法包括制作不含三维预置单裂纹的大理石试样,所述大理石试样形状为长方体;沿着垂直于大理石长边将所述试样切割成两个部分,并对每部分做好标记便于后期重新合成一体;在每部分的切割面分别采用数码精工车床向其内部形成预置裂纹;按照标记将所有部分对接,以保证缺陷的走向不变,采用强力胶粘结,加压静置一段时间以将所有部分重新合成一体。其中在每部分形成的预置裂纹的长度为原裂纹的一半,倾角与原裂纹相同。所述大理石试样的尺寸为IOOmmX IOOmmX 200mm,预置单裂纹尺寸为20mmX8mmX I. 5mm,与水平面倾角为45 °,每部分形成的预置裂纹的尺寸为10mmX8mmX I. 5mm,与水平面倾角为45。。本专利技术的效果与优点在于I、可以使用真实的非均质脆性介质直接加工制作,消除了有机玻璃等均质模拟材料带来的影响,使得试验研究更具真实性; 2、便于精确控制三维预置裂纹缺陷的尺寸和产状,可应用于研究不同形态下三维裂纹缺陷对介质开裂的影响;3、制作过程较为简便,便于批量生产。附图说明附图I为含三维预置裂纹试样尺寸示意图。附图2为含三维预置裂纹试样切割平面示意图。附图3为预置裂纹制作示意图。附图4为预置裂纹制作完成相对位置图。具体实施例方式本专利技术以制作含三维缺陷大理石试样为例,说明预置裂纹的制作方式。其中试样的尺寸为IOOmmX IOOmmX 200mm,预置缺陷裂纹为单裂纹,尺寸为20mmX8mmXL 5mm,与水平面的倾角为45° ,如图I所示。步骤一制作大理石试样;步骤二 沿着垂直于大理石长边并通过裂纹I中心的平面2,将步骤一中制作的试样平整地切割为两部分,如图2所示,并做好标记以便后期粘合;步骤三对于步骤二中的两部分试样从切割面2分别制作预置裂纹,所制裂纹尺寸为IOmmXSmmX I. 5mm,即长度为原裂纹的一半,倾角仍然为45°,如图3所示。在切割面上定位好裂纹位置后,采用数码精工车床形成裂纹;步骤四按照之前做好的标记3将两个切割面对接,以保证岩石中原始缺陷的走向不变,如图4所示。切割面间用事先测好强度的强力胶粘结,加压静置一段时间。则含三维预置单裂纹的岩石试样制作完成,对于含双裂纹及多裂纹的试样制作方式类似。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作含三维预置缺陷的非均质脆性介质试样的方法,所述方法包括:制作不含三维预置缺陷的非均质脆性介质试样;将所述试样切割成两个或更多个部分,并对每部分做好标记便于后期重新合成一体;在每部分的切割面分别向其内部形成预置缺陷;按照标记将所有部分对接,以保证缺陷的走向不变,并将所有部分重新合成一体。

【技术特征摘要】
1.一种制作含三维预置缺陷的非均质脆性介质试样的方法,所述方法包括 制作不含三维预置缺陷的非均质脆性介质试样; 将所述试样切割成两个或更多个部分,并对每部分做好标记便于后期重新合成一体; 在每部分的切割面分别向其内部形成预置缺陷; 按照标记将所有部分对接,以保证缺陷的走向不变,并将所有部分重新合成一体。2.一种如权利要求I所述的方法,所述试样是岩石、混凝土或陶瓷。3.—种如权利要求I或2所述的方法,所述试样的形状是规则形状或者是不规则形状,优选所述试样形状是长方体。4.一种如上述任一权利要求所述的方法,所述三维预置缺陷是单裂纹、双裂纹或多裂纹。5.一种如上述任一权利要求所述的方法,其中切割试样为通过预置缺陷进行,优选为通过预置缺陷的中心平面进行。6.一种如上述任一权利要求所述的方法,所述形成预置缺陷是采用数码精工车床形成。7.—种如上述任一权利要求所述的方法,所述重新合成一体是采用强力胶...

【专利技术属性】
技术研发人员:林鹏郑文炜王铖
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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