涂上薄层油脂，采用雾化喷洒方式对模具试样3的自然结构面2的表面喷洒油膜，将模具试样3放置于铸铁试模4内，模具试样3的含自然结构面2的一侧朝上，模具试样3的外轮廓线与铸铁试模4的内轮廓线吻合，在模具试样3的底板与铸铁试模2的底部之间设置垫块5使得模具试样3的自然结构面2的表面正好位于铸铁试模4的中部；
(5)上盘试块I制作:将质量配比将质量配分别为:
快硬水泥 I份
细磨石英砂 2?4份，
水0.45?0.55份
减水剂0.005?0.015份
构成的相似材料混合并搅拌均匀后，一次性倒入铸铁试模4内，并采用震动泵对相似材料捣实，捣实后抹平铸铁试模4的顶端面，使得相似材料正好填满铸铁试模4 ;
(6)上盘试块I的养护:依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对混凝土铸铁试模4的填充混凝土进行养护，规定时间后等混凝土凝固后取出得到上盘试块1，并采用雾化喷洒方式对上盘试块I的自然结构面2的表面喷洒油膜；
(7)下盘试块6制作:取出模具试件3和垫块5，将喷洒了油膜的上盘试块I放置于铸铁试模2内，自然结构面2，朝上，同样将一定质量配比为
快硬水泥 I份细磨石英砂 2?4份，
水0.45?0.55份
减水剂0.005?0.015份
构成的相似材料混合，并搅拌均匀后一次性倒入铸铁试模4内，并采用震动泵对相似材料捣实，捣实后抹平铸铁试模4的顶端面，使得相似材料正好填满铸铁试模4，从而获得下盘试块6，依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对铸铁试模4内的下盘试块6进行养护，规定时间后将下盘试块6取出；
(8)清洗油膜:采用油脂可溶性挥发液分别对上盘试块I和下盘试块6的自然结构面2进行清洗，清洁喷洒的油膜；
(9)含岩体自然结构面2的剪切试样养护:依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对上盘试块I和下盘试块6进行龄期养护，等达到规定养护时间后即得到含自然结构面2的耦合剪切试样。
[0012] 具体实施例:
为在RMT岩石直剪试样机上进行含自然结构面2的标准试件(边长15.0cm的立方体)剪切试验，现制作含一批含自然结构面2的耦合剪切试样，具体实施方法如下:
(O扫描岩体的自然结构面形态:从工程现场选取一块表面较为粗糙的岩体自然结构面，岩体结构面各向长度都达到20.0cm左右，将其表面清扫干净去除杂物后，喷上一层薄薄的表面反差增强剂，达到增强岩体自然结构面的反差效果，待反差增强剂干燥后，在岩体自然结构面的表面按间距为6cm间距随机贴上直径为3.0毫米的扫描标记点，打开标定好的白光扫描仪器，把处理好的岩体自然结构面样品放在扫描仪下进行扫描，进而得到自然结构面的表面的点云坐标，不断移动岩体自然结构面样品，使得样品的每个部位都得到扫描，基于标记点将所有扫描单幅点云数据进行融合，最后保存成指定的Sjoint.dat文件格式进行下一步分析；
(2)制作含自然结构面2的虚拟立体模型:通过逆向工程的计算机辅助设计软件Geomagic Studiο，将对上述扫描获得的点云数据进行由点到面处理，调整结构面的倾斜度，再将自然结构面2的曲面边界剪切成边长为15.0cm的矩形形状，然后通过计算机辅助设计进行封装生成高度约6.0?7.0cm左右的虚拟三维立体并模型保存；
(3)打印岩体自然结构面2的模具试样3:将制作好的虚拟三维自然结构2的虚拟模型文件转换成3D打印机可识别的工业标准格式Sjoint.stl文件，通过USB接口导到3D打印机后打印出模具试样3;
(4)模具试样3的固定:将打印的模具试样3放置于内框长、宽、高都为15.0cm的铸铁试模4内，模具试样3的含自然结构面2的一侧朝上，模具试样3的外轮廓线与铸铁试模4的内轮廓线吻合，测量表明模具试样3只有6.5cm高度，因此通过在模具试样3的底板与铸铁试模4的底部之间设置厚度为1.0cm的垫块5使得模具试样3的自然结构面2的表面正好位于铸铁试模4的中部，采用雾化喷洒方式对模具试样3的自然结构面2的表面喷洒油膜，同时对铸铁试模4的内壁涂上薄层油脂；
(5)上盘试块I制作:将质量配比为1:3:0.5:0.01的快硬水泥:细磨石英砂:水:减水剂构成的相似材料混合，并搅拌均匀后，一次性倒入铸铁试模4内，并采用震动泵对相似材料捣实，捣实后抹平铸铁试模4的顶端面，使得相似材料正好填满铸铁试模4，从而获得上盘试块I ;
(6)上盘试块I的养护:依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对混凝土铸铁试模的填充混凝土进行养护，12小时后取出上盘试块1，并采用雾化喷洒方式对上盘试块I的自然结构面2的表面喷洒油膜；
(7)下盘试块6制作:取出模具试样3和垫块5后，将喷洒了油膜的上盘试块I放置于铸铁试模4内，自然结构面2的一侧朝上，将质量配比为1:3:0.5:0.01的快硬水泥:细磨石英砂:水:减水剂构成的相似材料混合，并搅拌均匀后一次性倒入铸铁试模4内，并采用震动泵对相似材料捣实，捣实后抹平铸铁试模4的顶端面，使得相似材料正好填满铸铁试模4，从而获得下盘试块6，依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对铸铁试模内的下盘试块6进行养护，12小时后将下盘试块4取出；
(8)清洗油膜:采用油脂可溶性挥发香蕉水分别对上盘试块I和下盘试块4的自然结构面2进行清洗，清洁喷洒的油膜；
(9)含岩体自然结构面2的剪切试样养护:依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002))对上盘试块I和下盘试块6进行龄期养护，等达到规定28天时间后即得到含自然结构面2的耦合剪切试样；
(10)重复上述步骤(4)至步骤(9)，可以大量重复制作出含自然结构面2的形态完全一样的十个耦合剪切试样用于试验测试。
【主权项】
1.一种含自然结构面的耦合剪切试样制作方法，其特征在于，所述的制作方法按以下步骤进行: A.获取岩体的自然结构面的点云数据: 选取扫描用的裸露岩体的自然结构面，清洁自然结构面表面后喷洒反差增强剂，按.5.0-8.0厘米间距在自然结构面表面随机贴上标记点，利用高精度白光扫描仪采用分片扫描方式测量贴有标记点的自然结构面，然后基于共同的标记点对分片扫描的数据进行拼接，得到岩体的自然结构面的完整的点云数据； B.打印含自然结构面的模具试件: 通过逆向工程分析软件，对经步骤A得到的点云数据进行由点到面，由面到体的方式处理后生成含自然结构面的虚拟三维立体模型，将三维立体模型的电子文件导入3D打印机中打印，通过3D打印得到与裸露岩体自然结构面表面一致的含自然结构面(2)的模具试件(3 )； C.利用相似材料制作含自然结构面的上盘试块(I)和下盘试块(6): 对铸铁试模(4)内壁涂上薄层油脂，采用雾化喷洒方式对模具试件(3)的自然结构面(2)表面喷洒油膜，然后将模具试件(3)放置于铸铁试模(4)内，模具试件(3)外轮廓线与铸铁试模(4)内轮廓线吻合，模具试件(3)的含自然结构面(2)朝上，在铸铁试模(4)底板与模具试件(3)底部之间设置垫块(5)使得自然结构面(2)正好位于铸铁试模(4)高度方向的中部，将质量配分别为: 快硬水泥 I份 细磨石英砂 2?4份， 水0.45?0.55份 减水剂0.005?0.015份 构成的相似材料混合并搅拌均匀后，一次性倒入铸铁试模(4)内，采用震动泵对相似材料捣实，捣实后抹平铸铁试模(4)的顶断面，使得相似材料正好填满铸铁试模(4)，依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对铸铁试模(4)内上盘试块(I)进行养护，等上盘试块(I)凝固后取出并采用雾化喷洒方式对上盘试块(I)的自然结构面(2)的表面喷洒油膜，取出模具试件(3)和垫块(5)，将喷洒了油膜的上盘试块(I)放置于铸铁试模(4)内，自然结构面(2)朝上，同样将质量配比别为: 快硬水泥 I份 细磨石英砂 2?4份， 水0.45?0.55份 减水剂0.005?0.015份 构成的相似材料混合并搅拌均匀后，一次性倒入铸铁试模(4)内，采用震动泵对相似材料捣实，捣实后抹平铸铁试模(4)顶断面，使得相似材料正好填满铸铁试模(4)，依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对铸铁试模的下盘试块(6)进行养护，将凝固的下盘试块(6)取出，采用可挥发除油膜液分别对上盘试块(I)和下盘试块(6)的自然结构面(2)表面上的油膜清洗干净，依据《混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002》对上盘试块(I)和下盘试块(6)进行规定龄期养护，等达到规定养护时间后即得到含自然结构面的耦合剪切试样。
【专利摘要】本发明公开了一种含自然结构面的耦合剪切试样制作方法，属于岩石结构面试验研究领域，内容包括：利用三维白光扫描仪器扫描岩体自然表面获取自然结构面的点云数据，利用逆向工程软件将得到的点云数据制作成含自然结构面的虚拟三维模型，通过3D打印机将生成的虚拟三维模型打印成实体模具，然后将打印出的模具放进标准铸铁试模中进行剪切试样制作。本发明可以用来重复制作形态完全一致的含自然结构面的耦合剪切试样，对研究岩体自然结构面的剪切破坏机理具有重要意义。
【IPC分类】G01N1-28
【公开号】CN104764643
【申请号】CN201510161506
【发明人】江权, 龚彦华, 宋吕博
【申请人】中国科学院武汉岩土力学研究所
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月8日