(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210961512.9 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 中国电建集团成 都勘测设计 研究院 有限公司 地址 610072 四川省成 都市青羊区浣花北 路1号 (72)发明人 李晓龙　张冲　张顺利　肖平西　 邓兴富　何建华　 (74)专利代理 机构 成都虹桥专利事务所(普通 合伙) 51124 专利代理师 罗明理 (51)Int.Cl. G01N 1/28(2006.01) G01N 1/36(2006.01) (54)发明名称 人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方法 (57)摘要 本发明公开的是地下岩石工程力学领域的 一种人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方法， 包括以下步骤： 从含蚀变岩的地下洞室区域现场 取回块体， 并对其进行压碎、 筛分和研磨处理， 得 到花岗岩原料和蚀变矿物原料； 根据洞室需要研 究部位的岩体组成及强度情况， 将花岗岩原料 或/和蚀变矿物原料在成型模具中加压成型， 得 到蚀变岩试件； 按照洞室现场喷涂要求在试件表 面均匀喷洒 混凝土浆液， 待其凝固后得到蚀变岩 及其衬砌结构试件。 本发明从不同矿物颗粒的角 度出发， 采用成型模具人工合成蚀变岩试件， 同 时从现场支护加固的角度出发， 构建出了蚀变 岩‑衬砌组合体结构试件， 从而可定量分析蚀变 岩及其衬砌组合体结构的变形破坏特征及损伤 力学特性。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115165507 A 2022.10.11 CN 115165507 A 1.人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方法， 其特 征是， 包括以下步骤： a、 从含蚀变岩的地下洞室区域现场取回块体， 包括不含蚀变岩的纯花岗岩体和含各种 蚀变矿物成分的蚀变岩体； b、 将纯花岗岩体和蚀变岩体进行压碎、 筛分和研磨处理， 得到花岗岩原料和蚀变矿物 原料； c、 根据洞室需要研究部位的岩体组成及强度情况， 将花岗岩原料或/和蚀变矿物原料 在成型模具中加压成型， 得到蚀变岩试件； d、 取出蚀变岩试件， 按照洞室现场喷涂要求在试件表面均匀喷洒混凝土浆液， 待其凝 固后得到蚀变岩及其衬砌结构试件。 2.如权利要求1所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作 方法， 其特征是： 所述花岗 岩原料和蚀变矿物原料的粒度根据现场 岩体的密度以及成型模具的工况确定， 保证加压成 型后的蚀变岩试件的密度和强度与对应岩体的密度及强度相当。 3.如权利要求1所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作 方法， 其特征是： 所述蚀变 岩试件包括只含有体蚀变的蚀变岩试件和含断层带面蚀变的蚀变岩试件， 在制作只含有体 蚀变的蚀变岩试件时， 将花岗岩原料和蚀变矿物原料按特定配比混合后加压成型； 在制作 含断层带面蚀变的蚀变岩试件时， 根据岩体各层分布情况， 按照 从下往上 的顺序依 次加压 成型各岩层。 4.如权利要求1所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作 方法， 其特征是： 在 蚀变岩 试件的制作过程中， 先将原料与水和粘接剂混合后再进行加压成型。 5.如权利要求4所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作 方法， 其特征是： 混料过程 中加入的水 的含量与洞室岩体含水量相当， 所述粘接接采用膨润土， 含量以使原料混合不 散开即可。 6.如权利要求1所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作 方法， 其特征是： 在 混料结 束， 可先在混合原料的周壁上插 入等比例缩小的钢筋， 然后再加压成型。 7.如权利要求1 ‑6任意一项所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方法， 其特征 是： 所述成型模具包括底板(1)和壁板(2)， 所述底板(1)的上表 面设有卡槽， 所述壁板(2)包 括多块， 其底部插接在底板(1)的卡槽上， 相邻边 拼接在一 起， 并通过紧 固件进行固定连接 。 8.如权利要求7所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作 方法， 其特征是： 所述壁板 (2)包括两种类型， 一种为 光面板， 另一种在板面上设有 多个用于插设钢筋的圆孔(3)。 9.如权利要求7所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作 方法， 其特征是： 还包括支 撑垫块(4)， 所述支撑垫块(4)可放入成型模 具底部， 其上表 面具有斜面， 具体斜度根据洞室 现场岩层情况进行设置 。 10.如权利要求7所述的人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方法， 其特征是： 还包括 支撑垫块(4)， 所述支撑垫块为一块平板， 在成型模具的底板的一侧设有微型液压杆(5)， 所 述支撑垫块(4)的一端放置在底板(1)上， 另一端搭接在微型 液压杆(5)的推杆 上。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115165507 A 2人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 地下岩石工程力学领域， 尤其涉及一种人工合成蚀变岩及 其衬砌结构 的制作方法。 背景技术 [0002]在各种因素的作用下， 地壳内部的热液可沿着一定的通道与成分和物理化学性质 均差异较大的岩石发生反应， 形成一种新的岩石， 即为蚀变岩。 一般而言， 蚀变岩的物理力 学性质较未发生反应的原岩有一定程度的弱化。 在地下洞室施工中， 蚀变岩广泛 出露， 具有 蚀变种类多样、 蚀变程度多样、 力学表现多样等特点， 不可一概而论， 已成为影响地下洞室 施工稳定性的显著 不利因素。 掌握蚀变岩的力学特性是开展含蚀变岩地下洞室开挖设计的 重要基础， 故对蚀变岩需开展相关力学 特性研究。 [0003]根据前人研究成果， 蚀变岩大致可分为蚀变程度较高的体蚀变、 断层带附近 的面 蚀变及体蚀变 ‑面蚀变混合体。 三者的力学特性不可一概而论， 需尽快掌握对围岩的损伤机 制。 [0004]但现阶段存在以下几个显著缺陷： 其一， 蚀变岩普遍松软且性状不稳定， 难以在现 场取到完整岩心试件； 其二， 蚀变岩由于蚀变矿物的成分、 蚀变含量及蚀变类型的不同， 导 致了现场蚀变岩力学特性表现出显著差异性， 即使得到了少量蚀变岩的力学参数， 也只能 开展定性研究， 仍不能得到 蚀变矿物 参数变化对蚀变岩力学特性的定量影响。 其三， 未能构 建出相应的蚀变岩 ‑衬砌组合体结构模 型， 无法开展相关力学试验。 以上三点缺陷直接导致 了对含蚀变岩围岩的支护 设计具备盲目性， 更多的是参考工程经验， 而未从蚀变岩本身的 力学特性和蚀变岩 ‑衬砌组合体力学特性出发开展相关设计。 因此提出一种适用于人工合 成蚀变岩及其衬砌结构的制作设备和方法具有积极意 义。 发明内容 [0005]为克服现有蚀变岩无法进行完整取样， 导致蚀变岩力学特性不易研究等不足， 本 发明所要解决的技 术问题是： 提供一种适用于人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方法。 [0006]本发明解决其 技术问题所采用的技 术方案是： [0007]人工合成蚀变岩及其衬砌结构的制作方法， 包括以下步骤： [0008]a、 从含蚀变岩的地下洞室区域现场取回块体， 包括不含蚀变岩的纯花岗岩体和含 各种蚀变矿物成分的蚀变岩体； [0009]b、 将纯花岗岩体和蚀变岩体进行压碎、 筛分和研磨处理， 得到花岗岩原料和蚀变 矿物原料； [0010]c、 根据洞室需要研究部位的岩体组成及强度情况， 将花岗岩原料或/和蚀变矿物 原料在成型模具中加压成型， 得到蚀变岩试件； [0011]d、 取出蚀变岩试件， 按照洞室现场喷涂要求在试件表面均匀喷洒混凝土浆液， 待 其凝固后得到蚀变岩及其衬砌结构试件。说　明　书 1/4 页 3 CN 115165507 A 3