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原文传递模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置及使用方法

专利名称：	模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置及使用方法
摘要：	本发明公开了一种模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置及使用方法，它包括透明中空结构的侧限盒，侧限盒侧表面开设有多个槽口；侧限盒内部填充有模拟岩体层；模拟岩体层内埋设有多个压力传感器，通过分层浇筑模拟岩体层，在层与层添加片理模拟层的方法，形成结构面，提供不同的c（粘聚力）值和φ（内摩擦角）值模拟各向同性不同深度岩体，从而揭示不同片理角度下岩芯饼化试验的应力状态和测试结果。具有适用性广，装置结构简单、操作便捷，可以直接获取受外界因素影响时岩石应力的变化。
专利类型：	发明专利
申请人：	三峡大学
发明人：	刘杰;杜卓兴;李运舟;杨浩宇;高素芳;孙涛;唐洪宇;邹迅;李洪亚;谢晓康;徐曜冬;黎照;石谦;李政
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T15:00:00+0805
申请号：	CN202010051605.9
公开号：	CN111157315A
代理机构：	宜昌市三峡专利事务所
代理人：	成钢
分类号：	G01N1/28;G01N33/24;G;G01;G01N;G01N1;G01N33;G01N1/28;G01N33/24
申请人地址：	443002 湖北省宜昌市西陵区大学路8号
主权项：	1.一种模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置，它包括透明中空结构的侧限盒（1），侧限盒（1）侧表面开设有多个槽口（11）；侧限盒（1）内部填充有模拟岩体层（2）；模拟岩体层（2）内埋设有多个压力传感器（4）。 2.根据权利要求1所述的模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置，其特征在于：所述侧限盒（1）的上表面开设有钻孔口（12）。 3.根据权利要求1所述的模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置，其特征在于：所述模拟岩体层（2）包括砂子和石膏；模拟岩体层（2）内还添加有膨胀剂和磁性粉末。 4.根据权利要求1所述的模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置，其特征在于：所述压力传感器（4）环绕在钻孔口（12）正下方钻出的贯通槽孔周围。 5.根据权利要求1所述的模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置，其特征在于：所述模拟岩体层（2）内埋设有多块片理模拟层（3）；片理模拟层（3）的尺寸与槽口（11）相适应。 6.根据权利要求5所述的模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置，其特征在于：所述片理模拟层（3）与水平面形成一定夹角的片理角度。 7.根据权利要求1~6任意一项所述的模拟各向同性片理角度下岩芯饼化现象的装置的使用方法，其特征在于：它包括以下步骤： S1，用透明平板结构组装出侧限盒（1）；在侧限盒（1）顶部面板开设钻孔口（12），侧面板开设多个槽口（11）；在钻孔口（12）正下方投影出的钻探槽孔的四周设置多个环绕的压力传感器（4）；压力传感器（4）通过刚性导线固定住位置，并与外界的计算机连接；以一个固定角度X为片理角度在侧限盒（1）内部预置多个涂抹好脱模剂的有机玻璃板，为片理模拟层（3）预留浇筑空间；有机玻璃板的尺寸与槽口（11）相匹配； S2，向侧限盒（1）中浇筑混合后的砂子、石膏、膨胀剂和磁性粉末，养护约10h~12h，然后从槽口（11）抽出片理角度为X的有机玻璃板；在原有机玻璃板的位置形成数个中空的预留浇筑空间； S3，将岩石碎裂物与胶凝剂混合均匀，待胶凝剂完全溶解后，再将混合物灌入步骤2中形成的预留浇筑空间内，风干2h~5h，形成片理角度为X的片理模拟层（3）；片理模拟层（3）与模拟岩体层（2）共同组成模拟横观各向同性差异岩体； S4，待膨胀剂凝固后，由压力传感器（4）测出模拟横观各向同性差异岩体的内部应力大小；通过外加电磁场与模拟岩体层（2）内的磁性粉末配合，微调内部应力饱和的状态； S5，使用钻孔机从钻孔口（12）垂直向下钻孔，进行钻探取样，获得各向同性差异岩体的岩芯样本；然后更改片理角度X的大小，通过改变膨胀剂的添加量，重新设置模拟横观各向同性差异岩体的内部应力大小，进行多次重复试验，得到不同的片理角度，不同应力情况下对应的岩芯饼化的情况；最后将数据记录下来，建立数据库。
所属类别：	发明专利