[發明專利]評價動力作用下變形巖體破壞模式的物理模型的試驗方法

在審

• 申請號: 202010532741.X
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111579334A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 閆龍;徐衛亞;王環玲;王如賓;王蘇生;李彪;孟慶祥
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/02;G01N3/30;G01N15/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開評價動力作用下變形巖體破壞模式的物理模型的試驗方法，其步驟是：1)確定傾倒變形體物理模型幾何尺寸；2)物理模型試驗的平臺制作；3)選定基巖和傾倒變形巖體所用材料，根據現場相似比確定材料的配比；4)基巖物理模型制作，按照確定幾何尺寸和基巖分界面，制作基巖模型；5)制作傾倒變形巖體，基巖制作完成后在其上部制作傾倒變形巖體；6)安裝動力傳感系統并與計算機控制系統相連。物理模型制作簡單，方法可用性，可直觀觀察不同動力作用下傾倒變形的破壞模式。

技術領域

本發明涉及評價動力作用下變形巖體破壞模式的物理模型的試驗方法，適用于土木工程、水利工程等領域模型試驗。

背景技術

巖質邊坡陡傾層狀巖體，在重力作用下向谷側反傾發生張拉破壞。特別是巖石開挖工程中，局部應力釋放破壞原始地應力狀態，傾倒變形體邊坡向臨空面發生大變形，給實際工程帶來安全隱患。如何有效地模擬傾倒變形巖體破壞模式，認識其變形機制和揭示其破壞機理，能夠有助于評價傾倒變形體安全穩定性，并通過提前采取應對措施以有效地規避災害發生。

目前，主要通過理論計算和數值模擬對傾倒變形體進行研究，理論計算假設條件較多，而數值模擬的結果收邊界條件、巖土體物理力學參數、數值方法等因素影響，結果可靠度有待進一步驗證。而物理模型試驗可以根據具體研究工程，按照一定比尺縮小，其包含地質信息量大、試驗結果更為可靠，同時物理模型試驗結果還可為數值模擬驗證提供試驗資料。

為了弄清楚在動力作用下傾倒變形體的破壞模式，并提出相應的防治處理措施。開展動力作用下傾倒變形巖體破壞模式的物理模型試驗，分析動力作用下傾倒變形體的破壞模式，為傾倒變形體安全防護治理措施提供技術指導。因此急需發明一種用于評價傾倒變形巖體破壞模式的物理模型試驗方法。

發明內容

發明目的：本發明提供評價動力作用下變形巖體破壞模式的物理模型的試驗方法，可用于評價傾倒變形巖體在動力作用下的破壞模式，分析動力作用下傾倒變形體的破壞模式，可為傾倒變形體安全防護治理措施提供指導。

技術方案：本發明所述的一種復雜應力狀態下巖土材料滲透變形測試方法，包括如下步驟：

(1)根據選定的傾倒變形體按照原理相似比，確定傾倒變形體的幾何尺寸；

(2)制作物理模型試驗的平臺，根據確定的傾倒變形體物理模型尺寸制作滿足動力試驗的實驗平臺；

(3)根據傾倒變形體和基巖的物理力學參數特性，按照相似比原理確定用于傾倒變形體物理模型的材料和配比；

(4)基巖物理模型制作，按照確定的物理模型幾何尺寸和確定的材料配比，制作基巖模型的邊框，然后將基巖材料按照配比攪拌均勻倒入基巖模型框內，不斷攪拌搗實，并進行養護使其滿足物理力學特性要求；

(5)基巖物理模型滿足試驗要求后，開始制作傾倒變形體，按照確定傾倒變形體的物理模型幾何尺寸和確定的材料配比，制備傾倒變形體材料；從傾倒變形體下部開始逐層制作傾倒變形體；

(6)基巖物理模型底部和側壁安裝動力傳感系統，安裝動力傳感系統并與計算機控制系統相連，在計算機控制系統中輸入實際地震波，動力傳感系統提供沖擊力完成動力作用下傾倒變形巖體破壞模式的物理模型試驗。

有益效果：

(1)物理模型結構簡單，選用材料廣，方便操作，基巖模型可以重復使用；

(2)采用本發明方法可制作不同類型傾倒變形體物理模型，如強傾倒、弱傾倒等；(3)本發明模型試驗方法可直觀的觀察滑動力作用下傾倒變形體的動態破壞過程，可為傾倒變形體在不同動力作用下的安全防護治理措施提供指導。

附圖說明

圖1為本發明的巖土材料滲透變形測試裝置的結構示意圖；