【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种室温脆性透明类岩石材料技术和一种内置三维裂纹的室温脆性透明类岩石材料试样制备方法。
技术介绍
1、随着经济快速发展，隧道工程、基坑工程、水利工程和采矿工程等工程项目越发复杂，往往面临着复杂多变的岩体条件，因此对岩石力学的要求也越来越高，但是由于岩石的非透明性，目前对于岩体变形破坏和内部裂纹扩展等方面的研究通常采用声发射技术和ct扫描等方法，但是这些方法面临着岩体取样困难，成本高，可重复性低等问题，导致研究方法和手段比较复杂。因此采用与岩石力学性质相似的脆性透明材料可以更加方便简单的研究岩体内部裂纹扩展过程和破坏特征。
2、dyskin和wong等人利用有机玻璃研究了三维裂纹扩展规律。郭彦双利用不饱和树脂浇筑了含内置裂纹的透明试样，在-50℃下拉压比为1/5。朱维申配制出拉压强度比在-15℃能达到1/6.6的透明树脂材料，而真实岩石的拉压比则为1/12-1/35。目前的研究中，通常为了提高材料脆性需要对试样进行冷冻处理并尽可能保证试验环境处于低温，例如在冷冻室内进行试验，这会增加试验难度并且试验时的温度变化也会影响力学性质，同时相关透明材料的中用以描述脆性的拉压比与真实岩石的拉压比也有一定差距，这也会影响透明材料模拟岩石的准确性。因此现在为了更加准确的模拟岩石的力学性质和减小环境温度对材料的影响并去除低温试验环境条件的限制，需要一种室温脆性透明类岩石材料技术；并且采用有机玻璃材料作为制备试样的模具时面临着试样脱模困难和无法重复利用的问题。在自然界中的岩体内部往往都包含三维裂纹，这会影响岩体的变形破坏特
技术实现思路
1、为了更加准确的模拟岩石的力学性质和减小环境温度对材料的影响并去除低温试验环境条件的限制，弥补现有技术上的不足，本专利技术提供了一种室温脆性透明类岩石材料试样制备技术和内置三维裂纹的室温脆性透明类岩石材料试样制备方法，利用该制备技术制备的试件具有高脆性、高透明性、制作简单、使用方便、试验环境要求低范围广、裂纹扩展规律明显等特点。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种室温脆性透明类岩石材料，包括如下组分和质量份数：
4、e50型环氧树脂 100份；
5、甲基类促进剂 4～14份；
6、聚醚胺固化剂 9～28份。
7、甲基类促进剂为dmp30，其分子式为c15h27n3o。
8、聚醚胺固化剂为d230，其分子式为nh2(chch3ch2o)2.5ch2chch3nh2。
9、本专利技术一种室温脆性透明类岩石材料的制备方法；包括如下步骤：
10、(1)在30℃～50℃下，加热环氧树脂20～30分钟；
11、(2)将环氧树脂、促进剂和固化剂按照配方混合，并倒入容器中，使用搅拌机用400r/min～1000r/min的转速搅拌混合料，使混合料充分混合，得到透明混合液体；
12、(3)抽真空：将透明混合液体抽取真空20min～60min去除气泡；
13、(4)试样浇筑：将包含内置三维裂纹的模具放置于水平工作台上，把步骤(3)制备得到的透明混合液体用玻璃棒引流入模具中浇筑成型；然后室温下静置定型后即可脱模，完成制作。
14、将包含浇筑成型内置三维裂纹的模具放置于水平工作台上；通过调整横向导轨和限位螺丝位置，将内置裂纹放置在设计位置，再将细线固定在模具两侧，达到定位作用。本专利技术制备的脆性透明类岩石材料在室温下具有高脆性，拉压比在真实岩石拉压比的范围内，不需要低温冷冻也可以达到更高的脆性，更符合岩石的力学特征，并且高透明性使得观察裂纹扩展规律更加清晰准确。
15、内置三维裂纹的室温脆性透明类岩石材料试样制备方法
16、所述的内置三维裂纹的模具包括外框架、内模具、横向导轨、纵向导轨、限位螺丝和标尺；横向导轨、纵向导轨、限位螺丝和标尺对称布置在外框架两侧；所述纵向导轨固定在外框架上，纵向导轨采用钢材制成凹槽状，纵向导轨与外框架的侧面相连接，在纵向导轨上设置有可滑动的限位螺丝，将限位螺丝放进纵向导轨中卡住并使用螺丝固定在纵向导轨上；所述横向导轨为钢材制成的长条状，在中间设置有一个中空的槽，将限位螺丝穿过横向导轨的开槽，并通过螺丝将横向导轨固定在纵向导轨上；标尺为横向标尺和竖向标尺分别对应安装在横向导轨和纵向导轨上；所述限位螺丝放置在纵向导轨的轨道内并沿导轨上下移动；所述内模具采用硅胶模具并放置在外框架内。
17、优选外框架使用2mm厚的钢板制成，仅有底面有底板，其余面均只有边框的方形框架。
18、优选内模具为硅胶制作的仅上部开口的方形盒体，内模具尺寸为20mm×20mm×40mm，模具除开口外其余部分为密封，并放置在外框架中。
19、优选横向标尺和竖向标尺分别安装在横向导轨和纵向导轨上，依据两个标尺的刻度，移动外框架两侧的纵向导轨将横向导轨移动到预定位置，然后将细线穿过横向导轨的开槽，然后绷紧细线并固定在内模具两侧，随后将内置的三维裂纹与细线连接，使内置三维裂纹放置在设计位置，制作出具有不同位置，不同角度，不同条数的三维裂纹试样。
20、优选内置三维裂纹采用薄云母片、薄金属片或薄塑料片材料。
21、将包含浇筑成型内置三维裂纹的模具放置于水平工作台上；通过调整横向导轨和限位螺丝位置，将内置裂纹放置在设计位置，再将细线固定在模具两侧，达到定位作用。
22、所述的内置三维裂纹采用薄云母片、薄金属片或薄塑料片材料。内置三维裂纹的模具采用硅胶模具。
23、依据两个标尺的刻度，移动外框架两侧的纵向导轨将横向导轨移动到预定位置，然后将多条细线穿过横向导轨的开槽，然后绷紧细线并固定在内模具两侧，随后将内置的三维裂纹与细线连接，使内置三维裂纹放置在设计位置，制作出具有不同位置，不同角度，不同条数的三维裂纹试样。
24、本专利技术中制备的试样，在室温下拉压比为在室温25℃下拉压比在真实岩石的1/12-1/35范围内，峰值应变小于3％，符合脆性岩石力学特征，试样配合比以及在室温25℃下的基本力学参数如下：
25、 配合比 e50质量(份) 聚醚胺固化剂质量(份) 甲基类促进剂质量(份) 1 100 28 14 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种室温脆性透明类岩石材料，其特征是包括如下组分和质量份数：
2.一种室温脆性透明类岩石材料的制备方法；其特征是，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的方法，其特征是；内置三维裂纹的模具包括外框架、内模具、横向导轨、纵向导轨、限位螺丝和标尺；横向导轨、纵向导轨、限位螺丝和标尺对称布置在外框架两侧；所述纵向导轨固定在外框架上，纵向导轨采用钢材制成凹槽状，纵向导轨与外框架的侧面相连接，在纵向导轨上设置有可滑动的限位螺丝，将限位螺丝放进纵向导轨中卡住并使用螺丝固定在纵向导轨上；所述横向导轨为钢材制成的长条状，在中间设置有一个中空的槽，将限位螺丝穿过横向导轨的开槽，并通过螺丝将横向导轨固定在纵向导轨上；标尺为横向标尺和竖向标尺分别对应安装在横向导轨和纵向导轨上；所述限位螺丝放置在纵向导轨的轨道内并沿导轨上下移动；所述内模具采用硅胶模具并放置在外框架内。
4.如权利要求3所述的方法，其特征是；外框架使用2mm厚的钢板制成，仅有底面有底板，其余面均只有边框的方形框架。
5.如权利要求3所述的方法，其特征是；内模具为硅胶制作的仅上部开口的方形
6.如权利要求3所述的方法，其特征是；横向标尺和竖向标尺分别安装在横向导轨和纵向导轨上，依据两个标尺的刻度，移动外框架两侧的纵向导轨将横向导轨移动到预定位置，然后将细线穿过横向导轨的开槽，然后绷紧细线并固定在内模具两侧，随后将内置的三维裂纹与细线连接，使内置三维裂纹放置在设计位置，制作出具有不同位置，不同角度，不同条数的三维裂纹试样。
7.如权利要求3所述的方法，其特征是；内置三维裂纹采用薄云母片、薄金属片或薄塑料片材料。
...【技术特征摘要】
1.一种室温脆性透明类岩石材料，其特征是包括如下组分和质量份数：
2.一种室温脆性透明类岩石材料的制备方法；其特征是，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的方法，其特征是；内置三维裂纹的模具包括外框架、内模具、横向导轨、纵向导轨、限位螺丝和标尺；横向导轨、纵向导轨、限位螺丝和标尺对称布置在外框架两侧；所述纵向导轨固定在外框架上，纵向导轨采用钢材制成凹槽状，纵向导轨与外框架的侧面相连接，在纵向导轨上设置有可滑动的限位螺丝，将限位螺丝放进纵向导轨中卡住并使用螺丝固定在纵向导轨上；所述横向导轨为钢材制成的长条状，在中间设置有一个中空的槽，将限位螺丝穿过横向导轨的开槽，并通过螺丝将横向导轨固定在纵向导轨上；标尺为横向标尺和竖向标尺分别对应安装在横向导轨和纵向导轨上；所述限位螺丝放置在纵向导轨的轨道内并沿导轨上下移动；所述内模具采用硅胶模具并放置...
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