[發明專利]一種用于研究節理巖質邊坡的模型及其制備方法

無效

• 申請號: 201310026560.X
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103050052A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 曹平;范文臣;張科
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G09B25/06
• 分類號: G09B25/06
• 代理公司: 中南大學專利中心 43200
• 代理人: 胡燕瑜

1.一種用于研究節理巖質邊坡的模型，其特征在于：模型的橫截面形狀為六邊形，頂面、坡底面和底面三個面互相平行，頂面和坡底面之間為坡面，邊坡傾角的變化范圍為30°~75°，頂面和底面間的側面分別與頂面和底面垂直，坡底面和底面間的側面與分別與坡底面和底面垂直；底面長：頂面與底面的垂直距離：模型的厚=1:(0.7~0.9):(0.08~0.12)，坡底面與底面的垂直距離：頂面與底面的垂直距離=1:(2.5~3)，頂面的長：坡底面長=(1.5~2.5):1；模型中節理設置區域的截面為一直角梯形，直角梯形以坡面為斜邊，梯形下底面與坡底面共面，梯形頂面位于坡頂面內，梯形上底面靠近坡面長度為頂面邊長的1/4，節理貫穿模型上下面。

2.根據權利要求1所述的一種用于研究節理巖質邊坡的模型的制作方法，其特征在于包括下述步驟：

第一步：配料

取高強石膏，石英砂，重晶石和水混合經快速攪拌，得到所需相似材料，攪拌；

第二步：模型初步定型及節理制作

材料攪拌完成后，將其均勻倒入定型模具中，在配置好的相似材料倒入模具前將除頂板外各部件由預制螺孔通過螺絲聯接起來，通過在頂板和底板上刻槽定位，在配料倒入定型磨具后迅速上好頂板，將預制好的薄片插入刻槽中形成充填節理；

模型的側面定型模具由四部件圍成，上頂面和下底面部件為板材，各部件之間由螺栓連接，模型底面對應一個部件，模型頂面、坡面和坡底面共同對應一個部件，其余兩側面各對應一個部件；

第三步：模型的成形及養護

待材料初凝45~60分鐘后拆模，將模型置于溫度為35°C左右的干燥環境中靜置養護15天，即制作完成邊坡模型。

3.根據權利要求2所述的一種用于研究節理巖質邊坡的模型的制作方法，其特征在于：所述石英砂為經目數為10的篩篩分后的干燥砂，各材料的比例范圍按質量比為，水10%~35%，石膏15%~35%，重晶石5%~30%，砂10%~25%，水和石膏的比例控制在水：石膏=1:1~1.2:1；所述配料所用水中須加入質量為水質量的0.5%的硼酸作為緩凝劑。

4.根據權利要求2所述的一種用于研究節理巖質邊坡的模型的制作方法，其特征在于：通過控制所述薄片的形狀制作不同形態不同尺寸的節理；設置不同數量的節理，并通過在頂底面板上按預設坐標刻槽的方式控制節理間的相對位置及節理傾角。

5.根據權利要求2所述的一種用于研究節理巖質邊坡的模型的制作方法，其特征在于：步驟1攪拌的時間不超過一分鐘，采用先將顆粒材料攪拌均勻再加水攪拌的方法。

6.根據權利要求2所述的一種用于研究節理巖質邊坡的模型的制作方法，其特征在于：所述薄片通常采用強度低于0.1MPa的云母片，石蠟片或聚四氟乙烯等厚度為：0.2~0.8mm的薄片進行制作。