[發明專利]一種地下溶洞模型制備方法

有效

• 申請號: 202011363862.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112525639B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 肖衡林;李晨旭;劉永莉;馬強;熊豪文;席銘洋;徐靜;劉一鳴
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 楊宏偉

1.一種地下溶洞模型制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、通過現場勘察和地質資料，根據現場工程情況確定溶洞位置和形狀；

步驟2、根據溶洞形狀制作模具，將磁流變材料和導電線圈放入模具內，對導電線圈通電，產生磁場，使得磁流變材料固化成型，拆除模具，得到溶洞芯模；

步驟3、根據地質資料選擇相似材料澆注地質模型，在澆注過程中將溶洞芯模預埋在地質模型內，在此過程中一直保持溶洞芯模內導電線圈通電；

步驟4、對溶洞芯模內導電線圈斷電，磁場消失，磁流變材料恢復成流體，使得溶洞成型，即完成地下溶洞模型制備。

2.如權利要求1所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：步驟3中，所述地質模型的澆注方法如下：

步驟3.1、通過正交實驗挑選和實際工況物理指標最接近的相似材料的用料比例；

步驟3.2、制作用于澆注地質模型的模型箱，在模型箱內底部澆注底層模擬低風化巖層，并根據現場工程溶洞位置將溶洞芯模安裝在相應的位置；

步驟3.3、待底層模擬低風化巖層初凝后，在其上澆注中層模擬中風化巖層，并安裝實驗數據收集裝置；

步驟3.4、在中層模擬中風化巖層初凝后，在其上澆注上層模擬高風化巖層，并將模擬樁基安放在實際工程中的對應位置；

步驟3.5、待全部模型初凝養護完畢，即完成步驟3中地質模型的制備。

3.如權利要求2所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：所述溶洞芯模在底層模擬低風化巖層初凝前安裝，底層模擬低風化巖層初凝后起到對溶洞芯模固定定位作用。

4.如權利要求3所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：在步驟3.2中，溶洞芯模安裝前，在溶洞芯模外部的導電線圈及導線上設置保護層，所述導電線圈為細絲線圈，步驟4中，導電線圈斷電后，直接將導電線圈從地下溶洞模型內拉出來，流體態的磁流變材料也從導電線圈拉出孔中流出。

5.如權利要求4所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：所述保護層為液體保護層或者薄膜保護層。

6.如權利要求5所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：所述液體保護層為脫模劑，所述薄膜保護層為塑料膜或者橡膠膜。

7.如權利要求3所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：步驟3.3中，所述實驗數據收集裝置包括土壓力盒和應變計，所述土壓力盒和應變計在中層模擬中風化巖層初凝前通過外力安裝在所需測量位置。

8.如權利要求3所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：步驟3.4中，所述模擬樁基在上層模擬高風化巖層初凝前通過外力安裝在相應位置。

9.如權利要求3所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：在步驟3.3中澆注中層模擬中風化巖層時，通過調壓器增大導電線圈兩端電壓，提高磁場強調，從而提高溶洞芯模的強度。

10.如權利要求3所述地下溶洞模型制備方法，其特征在于：步驟2中，所述溶洞芯模在降低導電線圈電壓的情況下能通過絕緣手套重新塑形。