不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法
【专利摘要】本发明公开了一种不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法；所要解决的技术问题是，针对常规岩土体渗流压力室仅具备圆柱型标准试件测试能力，尚未突破不规则试件侧壁防渗技术难关，无法实现大尺寸、不规则、非标准裂隙岩渗流特性室内考察的难题。采取的技术方案，包括如下步骤：a、于野外考察区域获取待测岩样运至实验室；b、岩样预处理；c、裁剪泡沫薄板套箍于岩样中部；d、岩样塞入有机玻璃管中部，侧壁预留注胶间隙；e、泡沫薄板将注胶间隙分割为上下两部分；f、采用分层注胶法封堵上部注胶间隙；g、翻转并拆除泡沫薄板；h、采用分层注胶法封堵下部注胶间隙。
【专利说明】
不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，是针对目前常规岩土体渗流压力室仅具备圆柱型标准试件测试能力，尚未突破不规则试件侧壁防渗技术难关，无法提供大尺寸、不规则、非标准裂隙岩室内测试条件而提出的一种有效解决办法。本发明是不规则、非标准裂隙岩高压渗流测试顺利实施的必要前提，为室内获取岩体裂隙客观渗流参数提供关键技术保障。本发明适用于岩质边坡或核废物处置库等容易诱发地质灾害或环境污染的重点区域关键导水地质体导水属性测试表征，亦能满足断裂破碎带、节理裂隙密集区不同性质裂隙导水差异性对比所需，尤其适宜地质工作者最为关心、包含丰富地质信息的大尺寸、多裂隙、非常规原状岩样室内渗流研究，为岩质边坡稳定性分析、污染物迀移预测及地下水环境评估并采取针对性加固治理或预防保护措施提供客观依据。
【背景技术】
[0002]岩体是力学性质十分复杂的非均匀各向异性介质，天然岩体经构造、风化、卸荷等地质作用后常发育尺寸多样、错落交切的裂隙。裂隙的存在为降雨、泄洪雾化雨及地表水提供下渗通道和存储场所，从而引发岩质边坡滑动或地下硐室塌方;地表水入渗到达高放射性废物处置库会沟通核废料与地下水体间水力联系，造成区域地下水环境核污染;地面污染物随下渗水迀移扩散，会造成大面积地下水体污染。可见裂隙岩体渗流研究具有重要的理论价值与迫切的工程需求。
[0003]裂隙岩体渗流研究常采用野外原位压水和室内渗流测试两种方法，其中通过注胶切割获取地质工作者最为关心、符合考察目的且包含丰富地质信息的大尺寸、不规则原状岩样开展室内高压渗流测试是获取关键地质体导水特征的可靠方法，也是辨别控水裂隙组进而采取针对性预防治理措施的有效手段。然而目前室内渗流测试所用压力室设备仅具备常规圆柱型标准试件测试能力，尚未突破不规则岩样侧壁防渗技术难关，无法提供大尺寸、多裂隙、非常规岩样室内测试条件。本发明克服常规渗流压力室在不规则测试件防渗密封方面存在的固有缺陷，依待测样品尺寸合理选取有机玻璃管并预留适宜侧壁间隙，针对侧壁间隙运用注胶封堵手段达试件防渗目的，进而对胶体连接下的岩样和有机玻璃管装配特制锁紧机构开展室内高压渗流测试获取关键地质体导水参数，实现诱发地质灾害或环境污染控水裂隙组辨别，为岩质边坡稳定性分析、滑坡灾害治理及地下水环境评估提供客观依据，有效促进裂隙岩体渗流研究进一步发展。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:针对常规岩土体渗流压力室仅具备圆柱型标准试件渗流测试能力，尚未突破不规则试件侧壁防渗技术难关，无法实现大尺寸、不规则、非标准裂隙岩渗流特性室内考察的难题。
[0005]本发明提供一种依据待测样品尺寸自主选取有机玻璃管并预留适宜侧壁间隙，运用注胶手段对侧壁间隙进行防渗封堵的方法。本发明利用初凝前的固化剂胶液在重力驱动下具备自高势位向低势位流淌并均匀填充间隙的属性，实现侧壁间隙无死角封堵，自然、高效的密封保障顺利解决了不规则岩样侧壁防渗难题。本发明独具的大尺寸、不规则、非标准岩样防渗密封功效大幅拓宽室内渗流测试样品的规格范畴，有效降低样品尺寸效应对测试结果产生的不利影响，有力推动了裂隙岩体水力特征研究多元化发展进程。
[0006]本发明采取的技术方案是:一种不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法:包括如下步骤:
[0007]a、于野外考察区域采用切槽注胶取样法获取包含多组交叉裂隙且满足裂隙岩体渗流特征考察所需的大尺寸、不规则原状岩样，用泡沫气垫等缓冲材料包裹岩样，封装入箱后运至实验室；
[0008]b、开箱拆除步骤a岩样外层包裹材料后暴露被固化剂胶体凝结的侧面和未经扰动的上下端面，对暴露面开展预处理操作；
[0009]C、按步骤b处理后的岩样尺寸选取内径和高度均略大的圆柱形有机玻璃管，以便置入岩样后管两端留存缓冲空间，侧壁留存注胶间隙；
[0010]d、取塑料泡沫薄板裁至中空环状，将裁剪完毕的泡沫薄板紧密套置于步骤b的岩样中部；
[0011]e、将步骤d套有泡沫薄板的岩样塞入步骤c所选且直立于试验台的有机玻璃管中部，管壁与岩样间形成注胶间隙的同时管端留存缓冲空间，泡沫薄板将注胶间隙分割为上下两部分；
[0012]f、采用分层的方式向步骤e上部注胶间隙内注入调配均匀的环氧树脂固化剂胶液，胶液受重力驱动在环状间隙内自高势位向低势位流淌至液面水平后停止流动，当前层胶液终凝后重复注胶操作直至胶液面齐平于岩样端面时停止注胶。步骤b岩样与步骤c有机玻璃管固结一体，步骤e上部注胶间隙封堵完毕；
[0013]g、翻转步骤f中岩样与有机玻璃管固结体使其下端面朝上，暴露步骤e下部注胶间隙以待封堵;为避免不均匀夹层影响侧壁胶体防渗功效，揭除或烧掉步骤d中用于支撑未凝胶液重量的泡沫薄板；
[0014]h、重复步骤f中分层注胶流程对步骤e的下部注胶间隙填充封堵，待胶液面齐平于岩样端面时停止注胶，终凝后步骤e下部间隙封堵完毕。
[0015]本发明技术方案步骤c中采用的有机玻璃管为壁厚1.5cm的圆柱型无盖透明筒，其内径可依待测样品等效内径在10-30cm范围内自主选择，高度可依待测样品等效高度在10-40cm范围内自主选择。采用壁厚1.5cm的透明有机玻璃管作渗流压力室承压壁，既满足试验时IMpa压力上限承载需求，又具备侧壁渗漏直观判别功效，例如试验前的调试阶段将荧光素钠投至入渗流体，基于其荧光示踪效果观察侧壁是否出现荧光水流实现侧壁渗漏直观判断与结果可靠度客观评估目的。
[0016]本注胶防渗法采用环氧树脂固化剂封堵间隙，旨在发挥其无死角充填、高强柔性防护功效，即凝结前利用胶液受重力驱动在封闭空间内自高势位向低势位流淌的属性达间隙空间无死角充填效果;凝结后利用固态胶体高强度、柔性缓冲特质保护岩样内裂隙免受扰动以获取客观测试结果。本注胶防渗法所用环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1:0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液。本注胶防渗法采用逐层循环叠加的方式将环氧树脂固化剂注入步骤e的注胶间隙，每层胶液厚度控制在l-2cm。即前一层厚度为l_2cm的胶液缓慢填充间隙，待其充分散热、均匀凝结后再注入下一层胶液，如此循环直至液面齐平于岩样端面时停止注胶。此注胶方式旨在确保胶液凝结所产生热量及时充分散失，凝结后胶体呈无色透明且均匀饱满状态，有效避免因热量短时急聚造成气泡堆积、结块肿胀等极易诱发侧壁渗漏的潜在薄弱层出现，利于实现最佳防渗效果。另外，初始胶液层厚度控制在l_2cm可减轻泡沫薄板承载重量，显著降低未凝胶液渗漏机率。
[0017]对本方法的进一步补充，步骤a中考察区域范围为5x5-10xl0m。
[0018]对本方法的进一步补充，步骤a中所述的切槽注胶法，包括如下步骤:
[0019]步骤1、在地质灾害或环境污染易发区选择出露良好的裂隙密集带，划定考察区域范围并清除浅表层风化破碎岩石；
[0020]步骤2、向考察区域深部开挖竖向探槽，暴露错落交切的新鲜待测试目标裂隙，运用构造地质分析将目标裂隙按力学性质分为剪切与张拉两类裂隙；
[0021]步骤3、根据室内渗流测试目的及步骤2裂隙分布与交切形式，确定纳入待取岩样的裂隙数量，划定待取岩样形状、尺寸并标记取样轮廓；
[0022]步骤4、沿步骤3轮廓边缘自上而下切割竖向沟槽并清除槽内碎石，当四周沟槽连通后待取岩样侧面与母岩脱离，仅剩底面与母岩连接；
[0023]步骤5、将尺寸适宜的泡沫薄板制成与步骤4沟槽轮廓相匹配的形状后置于槽内并固定，薄板与待取岩样间预留注胶间隙；
[0024]步骤6、将环氧树脂固化剂逐层注入步骤5的注胶间隙，胶液受重力驱动顺环状封闭空间自由流淌并均匀充填间隙，当前层间隙被充填凝固后重复步骤6直至间隙被胶液填满；
[0025]步骤7、借助步骤2探槽临空面的操作之便，沿步骤4竖向沟槽底端向临空面内侧开挖横向沟槽用于切断待取岩样底面与母岩的连接；
[0026]步骤8、待步骤4竖向沟槽与步骤7横向沟槽切割贯通后岩样与母岩脱离并在侧面胶体保护下被整体取出，获取包含目标裂隙的不规则原状裂隙岩。
[0027]本切槽注胶取样法采用环氧树脂固化剂进行注胶间隙封堵，旨在发挥其无死角充填、高强柔性防护功效，即凝结前利用胶液受重力驱动在封闭空间内自高势位向低势位流淌的属性达间隙空间无死角充填效果;凝结后利用固态胶体高强度、柔性缓冲特质保护岩样内裂隙免受扰动以获取客观测试结果;另外侧面胶体于岩样四周形成的柔性保护层具有缓冲震荡作用，利于长距离运输中样品的完好保存。
[0028]本切槽注胶取样法所用环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1:0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液。本切槽注胶取样法采用逐层循环叠加的方式将环氧树脂固化剂注入步骤5的注胶间隙，每层胶液厚度控制在2-3cm。即前一层厚度为2-3cm的胶液缓慢填充间隙，待其充分散热并均匀凝结后注入下一层胶液，如此循环直至全部预留间隙被胶液封堵填充。此注胶方式旨在确保胶液凝结所产生热量及时充分散失，凝结后胶体呈无色透明且均匀饱满状态，有效避免因热量短时急聚而造成气泡堆积、结块肿胀等潜在薄弱层出现，便于达最佳封固效果。
[0029]对切槽注胶取样法的进一步补充，步骤2中竖向探槽长度为100-150cm、宽度为50-100cm、深度为40-80cm;步骤4中竖向沟槽宽度为2-3cm，深度为10-30cm;步骤5中泡沫薄板是厚度为0.5-1.0cm具有一定支撑刚度的可塑性泡沫板，泡沫薄板与待取岩样间预留注胶间隙宽度为1-1.5cm;步骤6中环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1:
0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液，分层注入时每层胶液厚度控制在2-3cm;步骤7中横向沟槽宽度为1-2cm ο
[0030]对切槽注胶取样法的进一步补充，步骤8所获岩样为近似长方体的不规则块体，其等效直径为10-30cm、等效高度为10-40cm，其所获岩样为含未经扰动目标裂隙且受侧面胶体保护的不规则块状裂隙岩。
[0031]对切槽注胶取样法的进一步补充，步骤4中竖向沟槽轮廓依目标裂隙分布情况及样品拟纳入目标裂隙数量而定，可为圆形、矩形或其他不规则形状。
[0032]对本发明方法的进一步补充，步骤b中预处理操作主要包含去棱角、除碎块流程。
[0033]对本发明方法的进一步补充，步骤c中有机玻璃管壁厚为1.5cm。
[0034]对本发明方法的进一步补充，步骤d中泡沫薄板是厚度为0.25-0.75cm的中空环状薄板，其中外环为贴合管内径且尺寸略大的圆形、内环为贴合岩样轮廓且尺寸略小的不规则形状。
[0035]对本发明方法的进一步补充，步骤e中注胶间隙宽度为l-2cm，缓冲空间高度为2-3cm0
[0036]对本发明方法的进一步补充，步骤f中环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1:0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液，分层注入时每层胶液厚度控制在l-2cm。
[0037]本发明与现有技术相比:
[0038]1、本发明针对性强、适用范围广。本发明针对常规岩土体渗流压力室仅具备圆柱型标准试件测试能力，无法实现非标准试件侧壁防渗的技术性难题，从自适应样品尺寸角度出发提出适用于大尺寸、不规则、非标准原状裂隙岩的侧壁注胶防渗方法，有效拓宽室内渗流测试的样品范围。2、本发明避免试件二次加工，提升测试结果可信度。自适应样品尺寸的侧壁防渗法巧妙避开了试件二次加工环节，最大程度保存待测裂隙原始信息顺利实现其渗流属性客观考察目的。3、本发明所需设备材料廉价、简易、轻便，操作流程便捷。本发明通过有机玻璃管、塑料泡沫板和固化剂等廉价便捷材料相互组合后经锁紧机构装配形成具备不规则岩样侧壁防渗功效的渗流压力室，避免了常规标准渗流压力室的复杂装配流程与繁琐防渗操作步骤。4、本发明充分挖掘辅助材料固有属性，高效完成预期目标。采用828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1:0.8混合后经二甲苯稀释所得环氧树脂固化剂封堵侧壁间隙，可有效发挥其无死角充填、高强柔性防护功效，即凝结前利用胶液受重力驱动在封闭空间内自高势位向低势位流淌的属性达间隙空间无死角充填效果;凝结后利用固态胶体高强度、柔性缓冲特质保护岩样内裂隙免受扰动以获取客观测试结果。5、本发明辅助材料搭配合理，操作流程简捷高效。如充分发挥可塑性泡沫板伸缩特性达到其与不规则岩样及光滑管壁的紧密贴合功效，有效阻止初凝前液态胶体渗漏。另外，采用逐层累加的方式向侧壁间隙内注入固化剂胶液，可有效分解胶体重量，避免泡沫板受重压而发生漏缝渗液事故；同时确保胶液凝结所产生热量及时充分散失，克服因热量短时急聚而造成气泡堆积、结块肿胀等潜在薄弱层缺陷，实现最佳封固效果。
【附图说明】
[0039]图1是泡沫薄板分割注胶间隙示意图。
【具体实施方式】
[0040]为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1和【具体实施方式】做进一步的描述。
[0041 ]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0042]本发明的一种不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，包括如下步骤:
[0043]a、于野外考察区域采用切槽注胶取样法获取包含多组交叉裂隙且满足裂隙岩体渗流特征考察所需的大尺寸、不规则原状岩样，用泡沫气垫等缓冲材料包裹岩样，封装入箱后运至实验室；
[0044]b、开箱拆除步骤a岩样外层包裹材料后暴露被固化剂胶体凝结的侧面和未经扰动的上下端面，对暴露面开展预处理操作，此步骤中的预处理操作主要包含去棱角、除碎块流程。
[0045]c、按步骤b处理后的岩样尺寸选取内径和高度均略大的圆柱形有机玻璃管，以便置入岩样后管两端留存缓冲空间，侧壁留存注胶间隙；此步骤中采用的有机玻璃管为壁厚
1.5cm的圆柱型无盖透明筒，其内径依待测样品等效内径于10-30cm范围自主选择，高度依待测样品等效高度于10-40cm范围自主选择。采用壁厚1.5cm的透明有机玻璃管作渗流压力室承压壁，既满足试验时IMpa压力上限承载需求，又具备侧壁渗漏直观判别功效，例如试验前的调试阶段将荧光素钠投至入渗流体，基于其荧光示踪效果观察侧壁是否出现荧光水流实现侧壁渗漏直观判断与结果可靠度客观评估目的。
[0046]d、取塑料泡沫薄板裁至中空环状，将裁剪完毕的泡沫薄板紧密套置于步骤b的岩样中部;此步骤中泡沫板是厚度为0.25-0.75cm的中空环状薄板，其中外环为贴合管内径且尺寸略大的圆形、内环为贴合岩样轮廓且尺寸略小的不规则形状。
[0047]e、将步骤d套有泡沫薄板的岩样塞入步骤c所选且直立于试验台的有机玻璃管中部，管壁与岩样间形成注胶间隙的同时管端留存缓冲空间，泡沫薄板将注胶间隙分割为上下两部分;此步骤中注胶间隙宽度为l_2cm，缓冲空间高度为2-3cm0
[0048]f、采用分层的方式向步骤e上部注胶间隙内注入调配均匀的环氧树脂固化剂胶液，胶液受重力驱动在环状间隙内自高势位向低势位流淌至液面水平后停止流动，当前层胶液终凝后重复注胶操作直至胶液面齐平于岩样端面时停止注胶。步骤b岩样与步骤c有机玻璃管固结一体，步骤e上部注胶间隙封堵完毕;此步骤中环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1:0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液，分层注入时每层胶液厚度控制在l_2cm0
[0049]g、翻转步骤f中岩样与有机玻璃管固结体使其下端面朝上，暴露步骤e下部注胶间隙以待封堵;为避免不均匀夹层影响侧壁胶体防渗功效，揭除或烧掉步骤d中用于支撑未凝胶液重量的泡沫薄板;此步骤中利用尖嘴夹或火焰喷枪揭除或烧掉用于支撑未凝胶液重量的泡沫薄板。
[0050]h、重复步骤f中分层注胶流程对步骤e的下部注胶间隙填充封堵，待胶液面齐平于岩样端面时停止注胶，终凝后步骤e下部间隙封堵完毕。
[0051]上述方法步骤a中所述的切槽注胶取样法，包括如下步骤:
[0052]步骤1、在地质灾害或环境污染易发区选择出露良好的裂隙密集带，划定考察区域范围并清除浅表层风化破碎岩石;此步骤中考察区域范围为5x5m-10xl0m，浅表风化破碎层厚度为10_15cmo
[0053]步骤2、向考察区域深部开挖竖向探槽，暴露错落交切的新鲜待测试目标裂隙，运用构造地质分析将目标裂隙按力学性质分为剪切与张拉两类裂隙;此步骤中竖向探槽长度为100-150cm，宽度为50-100cm，开挖深度为40-80cm。
[0054]步骤3、根据室内渗流测试目的及步骤2裂隙分布与交切形式，确定纳入待取岩样的裂隙数量，划定待取岩样形状、尺寸并标记取样轮廓;此步骤中取样轮廓依目标裂隙分布交切形式及样品拟纳入目标裂隙数量而定，可为矩形、圆形、椭圆形、马蹄形或其他不规则形状。
[0055]步骤4、沿步骤3轮廓边缘自上而下切割竖向沟槽并清除槽内碎石，当四周沟槽连通后待取岩样侧面与母岩脱离，仅剩底面与母岩连接;此步骤中竖向沟槽宽度为2-3cm，深度为 10-30cm。
[0056]步骤5、将尺寸适宜的泡沫薄板制成与步骤4沟槽轮廓相匹配的形状后置于槽内并固定，薄板与待取岩样间预留注胶间隙;此步骤中薄板是厚度为0.5-lcm且具备一定支撑刚度的可塑性泡沫板，薄板与待取岩样间预留的注胶间隙宽度为1-1.5cm。
[0057]步骤6、将环氧树脂固化剂逐层注入步骤5的注胶间隙，胶液受重力驱动顺环状封闭空间自由流淌并均匀充填间隙，当前层间隙被充填凝固后重复步骤6直至间隙被胶液填满;此步骤中环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1: 0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液，分层注入时每层胶液厚度控制在2-3cm。
[0058]步骤7、借助步骤2探槽临空面的操作之便，沿步骤4竖向沟槽底端向临空面内侧开挖横向沟槽用于切断待取岩样底面与母岩的连接;此步骤中横向沟槽宽度为I _2cm。
[0059]步骤8、待步骤4竖向沟槽与步骤7横向沟槽切割贯通后岩样与母岩脱离并在侧面胶体保护下被整体取出，获取包含目标裂隙的不规则原状裂隙岩;此步骤所获岩样是等效直径为10-30cm、等效高度为10-40cm，含未经扰动目标裂隙且受侧面胶体保护的不规则块状裂隙岩。此步骤所获含未经扰动目标裂隙的不规则原状裂隙岩样可用于室内高压渗流测试，定量表征导水地质体水力特性，分类评价天然裂隙渗流属性，辨别诱发地质灾害或环境污染的控水裂隙组，为岩质边坡稳定性分析、滑坡灾害治理及地下水环境评估提供客观依据。
[0060]下面举一个实施例对本发明的方法进行详细描述:
[0061]于野外考察区域采用切槽注胶取样法获取包含丰富地质信息且满足岩体裂隙渗流研究需求的大尺寸、不规则岩样如顶面轮廓呈近似马蹄形且等效直径为32cm、等效高度为36cm的样品I和顶面轮廓呈近似椭圆形且等效直径为26cm、等效高度为28cm的样品2，以泡沫气垫和泡沫板等缓冲材料包裹岩样上下端面后封装入箱，样品1、2在侧面胶体及上下面缓冲材料的共同保护下运至实验室。
[0062]室内开箱拆除样品1、2表面包裹的缓冲保护材料，暴露出厚约Icm的侧面固化剂凝结层和未经扰动的上下端待渗面。需作说明的是此处将岩样上端面即顶面定义为入渗面，下端面即底面定义为出渗面，测试时水流由上端面流入样品，在侧壁胶体的防渗约束下经连通裂隙渗流后从下端面流出，故此时侧面固化剂凝结层对测试结果无影响。
[0063]进一步对上述暴露面进行去棱角、除碎块等预处理操作，按处理后的样品尺寸分别选取内径36cm、高度40cm和内径30cm、高度32cm的有机玻璃管1、2盛放样品1、2。取长宽均为50cm、厚度为0.5cm的泡沫薄板1、2裁至中空环状，其中外环为贴合管内径且尺寸略大的圆形、内环为贴合岩样轮廓且尺寸略小的不规则形状，将裁剪完毕的泡沫板1、2紧密套置于样品1、2中部后塞入直立于试验台的有机玻璃管1、2中部，管壁与岩样间形成2cm注胶间隙的同时管端留出2cm缓冲空间，贴合管壁的泡沫板将注胶间隙分割为上下两部分。采用逐层累加的方式分别向样品1、2上部间隙内注入按体积比1:0.8调配均匀的828#环氧树脂与300#Y固化剂的混合胶液，胶液受重力驱使在样品1、2的环状间隙内自高势位往低势位流淌至液面水平后停止流动，当前层胶液终凝后重复注胶操作直至上部间隙液面齐平于岩样端面时停止注胶，此时样品1、2与有机玻璃管1、2固结一体形成试件1、2，试件1、2上部间隙封堵完毕。
[0064]翻转固结一体的试件1、2使其下端朝上，暴露出试件1、2下部间隙以待封堵。为避免不均匀夹层影响胶体防渗功效，揭除或烧掉试件1、2中用以支挡胶液的泡沫薄板1、2。重复上述上部间隙分层注胶流程对试件1、2的下部间隙填充封堵，待胶液面齐平于岩样端面时停止注胶，终凝后试件1、2下部间隙封堵完毕。
[0065]分别将试件1、2装入与之匹配的锁紧机构形成不规则岩样渗流压力室1、2，连接加压供水设备后开展高压渗流测试用于实现大尺寸、多裂隙、非常规裂隙岩渗流特征定量考察。
[0066]本发明未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，包括如下步骤: a、于野外考察区域采用切槽注胶取样法获取包含多组交叉裂隙且满足裂隙岩体渗流特征考察所需的大尺寸、不规则原状岩样，用泡沫气垫等缓冲材料包裹岩样，封装入箱后运至实验室； b、开箱拆除步骤a岩样外层包裹材料后暴露被固化剂胶体凝结的侧面和未经扰动的上下端面，对暴露面开展预处理操作； C、按步骤b处理后的岩样尺寸选取内径和高度均略大的圆柱形有机玻璃管，以便置入岩样后管两端留存缓冲空间，侧壁留存注胶间隙； d、取塑料泡沫薄板裁至中空环状，将裁剪完毕的泡沫薄板紧密套置于步骤b的岩样中部； e、将步骤d套有泡沫薄板的岩样塞入步骤c所选且直立于试验台的有机玻璃管中部，管壁与岩样间形成注胶间隙的同时管端留存缓冲空间，泡沫薄板将注胶间隙分割为上下两部分； f、采用分层的方式向步骤e上部注胶间隙内注入调配均匀的环氧树脂固化剂胶液，胶液受重力驱动在环状间隙内自高势位向低势位流淌至液面水平后停止流动，当前层胶液终凝后重复注胶操作直至胶液面齐平于岩样端面时停止注胶。步骤b岩样与步骤c有机玻璃管固结一体，步骤e上部注胶间隙封堵完毕； g、翻转步骤f中岩样与有机玻璃管固结体使其下端面朝上，暴露步骤e下部注胶间隙以待封堵;为避免不均匀夹层影响侧壁胶体防渗功效，揭除或烧掉步骤d中用于支撑未凝胶液重量的泡沫薄板； h、重复步骤f中分层注胶流程对步骤e的下部注胶间隙填充封堵，待胶液面齐平于岩样端面时停止注胶，终凝后步骤e下部间隙封堵完毕。2.如权利要求1所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤a中考察区域范围为5x5-1 Oxl Om。3.如权利要求1所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤a中所述的切槽注胶取样法，包括如下步骤: 步骤1、在地质灾害或环境污染易发区选择出露良好的裂隙密集带，划定考察区域范围并清除浅表层风化破碎岩石； 步骤2、向考察区域深部开挖竖向探槽，暴露错落交切的新鲜待测试目标裂隙，运用构造地质分析将目标裂隙按力学性质分为剪切与张拉两类裂隙； 步骤3、根据室内渗流测试目的及步骤2裂隙分布与交切形式，确定纳入待取岩样的裂隙数量，划定待取岩样形状、尺寸并标记取样轮廓； 步骤4、沿步骤3轮廓边缘自上而下切割竖向沟槽并清除槽内碎石，当四周沟槽连通后待取岩样侧面与母岩脱离，仅剩底面与母岩连接； 步骤5、将尺寸适宜的泡沫薄板制成与步骤4沟槽轮廓相匹配的形状后置于槽内并固定，薄板与待取岩样间预留注胶间隙； 步骤6、将环氧树脂固化剂逐层注入步骤5的注胶间隙，胶液受重力驱动顺环状封闭空间自由流淌并均匀充填间隙，当前层间隙被充填凝固后重复步骤6直至间隙被胶液填满； 步骤7、借助步骤2探槽临空面的操作之便，沿步骤4竖向沟槽底端向临空面内侧开挖横向沟槽用于切断待取岩样底面与母岩的连接； 步骤8、待步骤4竖向沟槽与步骤7横向沟槽切割贯通后岩样与母岩脱离并在侧面胶体保护下被整体取出，获取包含目标裂隙的不规则原状裂隙岩。4.如权利要求3所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤2中竖向探槽长度为100-150cm、宽度为50-100cm、深度为40-80cm;步骤4中竖向沟槽宽度为2-3cm，深度为10-30cm;步骤5中泡沫薄板是厚度为0.5-1.0cm具有一定支撑刚度的可塑性泡沫板，泡沫薄板与待取岩样间预留注胶间隙宽度为1-1.5cm;步骤6中环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1: 0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液，分层注入时每层胶液厚度控制在2-3cm;步骤7中横向沟槽宽度为l-2cm05.如权利要求3所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤8所获岩样为近似长方体的不规则块体，其等效直径为10-30cm、等效高度为10-40cmo6.如权利要求1所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤b中的预处理操作主要包含去棱角、除碎块流程。7.如权利要求1所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤c中有机玻璃管壁厚为1.5cm。8.如权利要求1所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤d中泡沫薄板是厚度为0.25-0.75cm的中空环状薄板，其中外环为贴合管内径且尺寸略大的圆形、内环为贴合岩样轮廓且尺寸略小的不规则形状。9.如权利要求1所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤e中注胶间隙宽度为l_2cm，缓冲空间高度为2-3cm010.如权利要求1所述的不规则原状裂隙岩侧壁注胶防渗方法，其特征在于，步骤f中环氧树脂固化剂为828#环氧树脂与300#Y固化剂按体积比1:0.8混合后经二甲苯稀释所得无色全透明胶液，分层注入时每层胶液厚度控制在1-2 cm。
【文档编号】G01N1/28GK105928764SQ201610529426
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】郭亮, 胡卸文, 张永刚, 陆善佳, 徐凯, 王磊, 黄鑫, 祁鹏, 钱德良, 巫锡勇, 李菁, 裴春
【申请人】西南交通大学