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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开了一种层状复合岩体透明相似材料的制作方法及制作装备，属于岩土工程领域。向密封容器中装入用于制备复合岩体透明相似材料的固体粉末，对密封容器抽真空，使装有固体粉末的密封容器内形成负压状态，之后在持续抽真空的情况下从密封容器底部向容器中通入用于制备复合岩体透明相似材料的液体，使液体充分填补密封容器内固体粉末之间的空间，即可获得透明的固液混合物，通过恒压排液固结法制备透明岩石相似材料。根据模拟需要，改变固体粉和透明液体配方可制得不同分层岩石的透明相似材料。将这些透明岩石相似材料按顺序叠合起来，二次固结，即可制备出所需的层状复合岩体透明相似材料。其工序简单高效，具有广泛的实用性。

主权项：1.一种层状复合岩体透明相似材料的制作方法，其特征在于：所使用的制备装置包括液体容器、透明相似材料模具和真空装置，其中液体容器通过进液管与透明相似材料模具下方连接，透明相似材料模具的上方通过排气管与真空装置连接；真空装置包括通过吸气管相互连接的真空容器和真空泵，真空容器上设有真空表；透明相似材料模具包括可拆卸组合成圆柱结构的筒身（3），筒身（3）可拆卸为两半便于脱模，筒身（3）底部设有底座（2），筒身（3）顶部设有堵头（4），底座（2）与堵头（4）之间的筒身（3）空间即为容纳所制备的透明相似材料，两半筒身（3）内壁之间设有密封条（6），透明相似材料的顶底部均设有透水垫（5），堵头（4）下端插入筒身（3）内，筒身（3）上开口与堵头（4）外侧之间设有密封圈（7）；底座（2）内设有与进液管连接的通孔，进液管上设有进液阀（1），堵头内设有与排气管连通的排气孔，排气管上设有排气阀（8）；其工作方法，步骤如下：步骤一：在透明相似材料模具的底座（2）上放置透水垫（5），之后向透明相似材料模具中装入固体粉末，固体粉末顶端放置透水垫（5），之后在透水垫（5）上部放置带排气孔的堵头（4），堵头（4）与试模筒身（3）内壁之间用两道密封圈（7）密封；步骤二：将试模底座的进液阀（1）与输送透明液体的管路连接，将堵头（4）的排气阀（8）与通往真空容器的管路连接；步骤三：关闭进液阀（1），向液体容器中缓慢注入透明液体；步骤四：打开排气阀（8），之后启动真空泵持续对试模内部排气约半小时，通过观测真空容器上的真空表，尽可能排出筒身（3）内固体粉末中的空气；然后保持排气的情况下缓慢打开进液阀（1），让透明液体从进液管均匀地通过透水垫（5）往上充满筒身（3）内固体粉末的空隙，达到饱和状态；当透明液体淹没上部透水垫（5）的下表面时关闭进液阀（1），此时筒体在无需搅拌和预混合的步骤下形成饱和的透明混合物；步骤五：对饱和的透明混合物持续排气一段时间，然后关闭真空泵的吸气阀，再关闭真空泵；待真空容器内的气压恢复至接近大气压后进行饱和排液固结操作；饱和排液固结的方法为：首先确保进液阀（1）处于关闭状态，将排气阀（8）关闭并将排气管端部与真空容器断开连接；然后将排气管接入液体容器顶部；使用加载设备向堵头（4）施加垂直向下的恒定固结压力，随着透明混合物的压实其内部多余的透明液体通过排气管排入液体容器中；固结过程中随着固体粉末内的空隙减少而排出容器内多余的透明液体，同样保证了混合材料的饱和状态；首先针对这些固结参数进行正交试验，得出透明岩石相似材料物理力学特性与这些参数取值之间的定量关系；然后根据所需模拟的岩石物理力学特性计算固结压力和时间的取值；将不同的力学参数的透明岩石相似材料按顺序叠合后放入筒身（3）内，利用堵头（4）向放入的透明岩石相似材料施加恒定压力，且压力小于各分层固结的压力，获得多层层状复合岩体透明相似材料。

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