CN101950504B - 地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法 - Google Patents
地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101950504B CN101950504B CN201010503227XA CN201010503227A CN101950504B CN 101950504 B CN101950504 B CN 101950504B CN 201010503227X A CN201010503227X A CN 201010503227XA CN 201010503227 A CN201010503227 A CN 201010503227A CN 101950504 B CN101950504 B CN 101950504B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- model
- underground
- model body
- testing tool
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明涉及一种地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法，包括以下步骤：1)确定压实模型体所需要的压力大小；2)摊铺材料，按照配比均匀拌合材料，称重后分层均匀摊铺在模型试验装置内；3)压实，将步骤2)中均匀摊铺的模型材料按照步骤1)确定的压力大小进行分层压实；4)风干，分层风干压实的模型材料；5)切槽埋设测试仪器，根据测试仪器埋设标高在压实风干成型的模型体中分层埋设测试仪器；6)重复步骤2)至5)，直至完成整个模型体的制作。本发明具有如下特点：保证了模型体的密实性和均质性；整个模型制作过程高效、快捷、简便；保证了测试仪器布设位置准确不发生偏差；提高了模型制作工艺与测试技术水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法。
背景技术
随着交通基础建设的快速发展和地下资源开发的大力发展，地下洞室结构在水电、交通、资源、能源领域得到广泛应用，同时地下洞室工程的施工安全也受到越来越多关注和重视。随着地下工程埋深的加大和工程规模的提高，拟建地下工程区域岩体的工程地质条件和水文地质条件也日益复杂，为有效评价大型地下工程施工开挖围岩稳定性，除采用理论研究和数值计算方法外，还需要更多地依靠模型实验进行地下洞室开挖围岩稳定性的分析与评价，以有效揭示深埋地下洞室围岩的力学特征与变形破坏规律。
进行地质力学模型试验，必然涉及模型的制作与测试仪器的埋设。目前国内外模型制作通常采用材料夯实法或预制块体砌筑法。由于夯实器的型号、击实功以及夯击模型时夯实器的起落高度、夯击的次数等直接影响模型夯实的效果，同时难以保证夯击模型出力均匀相等，因此严重影响模型体的密实性和材料力学参数的真实性，最终造成模型实验结果失真；而用砌筑法制作的模型，虽然单个块体均匀且参数符合设计要求，但因为存在大量人为的砌缝，导致模型体出现若干不符合实际的结构面，影响模型整体的均匀性，最终使模型体不符合设计要求。
目前国内相关地质力学模型制作方法的研究现状如下：
(1)《四川大学学报》2001年第3期介绍了一种拱坝模型制作方法。该方法采用砌筑结构，存在人为的软弱结构面，无法保证模型整体结构的均匀性。
(2)《岩土力学》2004年第11期介绍了一种砌筑模型制作方法，该方法采用砌筑结构，存在人为的软弱结构面，无法保证模型整体结构的均匀性。
(3)《施工技术》2005年第11期介绍了一种石膏相似材料的模型试验方法，该方法采用砌筑结构，存在人为的软弱结构面，无法保证模型整体结构的均匀性。
(4)《岩石力学与工程学报》2006年第9期介绍了一种分叉隧道模型制作方法，该方法采用人工夯实成型，无法保证模型整体结构的密实性。
(5)申请号为200810056625.4的中国专利介绍了一种击实功复合作用函数逆向控制原理的模型制作方法，该方法采用击实器夯实，无法保证模型体的密实性。
(6)《岩石力学与工程学报》2010年第1期介绍了一种相似材料块体砌筑模型的方法，该方法存在人为的软弱结构面，无法保证模型整体结构的均匀性。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种摊铺、压实、风干、切槽的地质力学模型分层压实风干制作工艺与切槽埋设测试仪器的方法，该工艺和方法具有成型快速、结构均匀密实、力学参数符合设计要求、施工操作简便的优点。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法，包括以下步骤：
1)确定压实模型体所需要的压力大小；
2)摊铺材料，按照配比均匀拌合材料，称重后分层均匀摊铺在模型试验装置内，这里的材料配比及拌合是已有技术。
3)压实，将步骤2)中均匀摊铺的模型材料按照步骤1)确定的压力大小进行分层压实；
4)风干，分层风干已压实的模型材料；
5)切槽埋设测试仪器，根据测试仪器埋设标高在压实风干成型的模型体中分层埋设测试仪器；
6)重复步骤2)至5)，直至完成整个模型体的制作。
所述步骤1)中压实模型体压力大小为S·σp，式中，S为模型体横截面积，σp为制作标准试件的压力(该制作标准试件的压力为公知技术)。
所述步骤2)中称重的材料重量为S·h·γ，式中，S为模型体横截面积，h为模型体的分层高度，γ为模型体容重。
所述步骤4)中分层风干已压实的模型材料时，因模型体材料采用松香酒精溶液做胶结剂，为保证压实后模型体内的酒精迅速挥发保持模型体干燥，需采用吹风器对模型体进行风干。
所述步骤5)中在模型体中分层埋设测试仪器步骤为：
A)压制相似材料块体，并在其上粘贴测试仪器制作测量块，测量块所用材料配比与模型体材料配比完全相同；
B)在压实风干成型的模型材料层上根据测试仪器埋设标高在相应位置开挖测试仪器埋设孔；
C)拓平埋设孔，以避免由于埋设孔底面不平导致测试仪器倾斜而造成测量误差；
D)将粘贴有测试仪器的测量块放于埋设孔内，埋设孔壁与测量块之间的空隙采用与模型体配比相同的相似材料填充，并夯实；
E)将测量块上的测量线沿模型体引出，并与测量设备相连。
本发明具有如下技术优势：
(1)分层摊铺压实，制作过程高效、快捷、简便；
(2)均匀压实保证了模型体的密实性，最大限度降低了外力对模型体造成的干扰，使模型力学参数满足设计要求；
(3)将模型分层风干，让模型体干燥，有效保证了模型体的力学参数达到设计值；
(4)将测试仪器粘贴在相似材料测量块上，最大限度减少了对模型的干扰，保证了模型主体的均质性；
(5)通过切槽、放块、填料、压实等工序埋设测量仪器，保证了测试仪器布设位置准确不发生偏差，并保证了测试仪器不受损害；
(6)该发明方法可广泛应用于交通、水电、能源、矿山、国防等领域的岩土工程地质模型试验制作与测试仪器的埋设，可大大提高模型的制作工艺与测试技术水平。
附图说明
图1为模型制作工艺流程图；
图2为分层压实图；
图3为粘贴有测试仪器的测量块图；
图4为测试仪器切槽图；
图5为测试仪器埋设流程图。
图中，1.模型体，2.测量块，3.测试仪器，4.埋设孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法，包括以下步骤：
1)确定压实模型体1所需要的压力大小。为保证模型体1的力学参数，如弹性模量E、抗压强度σc、抗拉强度σt、泊松比μ等达到设计值，即与模型材料实验室力学参数测试值相等，需保证模型体1压制时的压力与压制试件时的压力相等，故模型体1压制力为S·σp，式中，S为模型体横截面积，σp为制作标准试件的压力(该制作标准试件的压力为公知技术)。
2)摊铺材料，按照配比均匀拌合材料，称重后分层均匀摊铺在模型试验装置内，其中材料配比及拌合是已有技术。称重的材料重量为S·h·γ，式中，S为模型体横截面积，h为模型体的分层高度，γ为模型体容重。
3)压实，将步骤2)中均匀摊铺的模型材料按照步骤1)确定的压力大小进行分层压实。
4)风干，分层风干已压实的模型材料。分层风干已压实的模型材料时，因模型体材料采用松香酒精溶液做胶结剂，为保证压实后模型体1内的酒精迅速挥发保持模型体干燥，需采用吹风器对模型体进行风干。
5)切槽埋设测试仪器3，根据测试仪器3埋设标高在压实风干成型的模型体1中分层埋设测试仪器3。在模型体中分层埋设测试仪器3步骤为：
A)制作3×3×3cm的相似材料块体，并在其上粘贴测试仪器制作测量块2，测量块2所用材料配比与模型体1材料配比完全相同；
B)在压实风干成型的模型材料层上根据测试仪器3埋设标高在相应位置开挖4×4×4cm的正方体埋设孔4及引线槽；
C)拓平埋设孔4，以避免由于埋设孔4底面不平导致测量块2倾斜而造成测量误差。
D)将粘贴有测试仪器3的测量块2放于埋设孔4内，埋设孔壁与测量块2之间的空隙采用与模型体配比相同的相似材料填充，并夯实。
E)将测量块2上的测量线沿模型体1引出，并与测量设备相连；
6)重复步骤2)至5)，直至完成整个模型体的制作。
本发明中所用到的装置均为现有的设备，在此不再赘述。
Claims (4)
1.一种地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定压实模型体所需要的压力大小；
2)摊铺材料，按照配比均匀拌合材料，称重后分层均匀摊铺在模型试验装置内；
3)压实，将步骤2)中均匀摊铺的模型材料按照步骤1)确定的压力大小进行分层压实；
4)风干，分层风干压实的模型材料；
5)切槽埋设测试仪器，根据测试仪器埋设标高在压实风干成型的模型体中分层埋设测试仪器；
所述模型体中分层埋设测试仪器步骤为：
A)压制相似材料块体，并在其上粘贴测试仪器制作测量块，测量块所用材料配比与模型体材料配比完全相同；
B)在压实风干成型的模型材料层上根据测试仪器埋设标高在相应位置开挖测试仪器埋设孔；
C)拓平埋设孔，以避免由于埋设孔底面不平导致测试仪器倾斜而造成测量误差；
D)将粘贴有测试仪器的测量块放于埋设孔内，埋设孔壁与测量块之间的空隙采用与模型体配比相同的相似材料填充，并夯实；
E)将测量块上的测量线沿模型体引出，并与测量设备相连；
6)重复步骤2)至5)，直至完成整个模型体的制作。
2.根据权利要求1所述的地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法，其特征在于：所述步骤1)中压实模型体压力大小为S·σp，式中，S为模型体横截面积，σp为制作标准试件的压力。
3.根据权利要求1所述的地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法，其特征在于：所述步骤2)中称重的材料重量为S·h·γ，式中，S为模型体横截面积，h为模型体的分层高度，γ为模型体容重。
4.根据权利要求1所述的地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法，其特征在于：所述步骤4)中分层风干压实的模型材料，因模型体材料采用松香酒精溶液做胶结剂，为保证压实后模型体内的酒精迅速挥发保持模型体干燥，需采用吹风器对模型体进行风干。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010503227XA CN101950504B (zh) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | 地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010503227XA CN101950504B (zh) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | 地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101950504A CN101950504A (zh) | 2011-01-19 |
| CN101950504B true CN101950504B (zh) | 2011-10-19 |
Family
ID=43453986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010503227XA Expired - Fee Related CN101950504B (zh) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | 地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101950504B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102444410B (zh) * | 2011-09-23 | 2013-10-30 | 山东大学 | 地质力学模型试验隐埋洞室的定位与成型方法 |
| CN102663950A (zh) * | 2012-04-06 | 2012-09-12 | 河海大学 | 一种大型地质力学模型的制作方法 |
| CN104568552A (zh) * | 2014-11-26 | 2015-04-29 | 山东大学 | 可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5551881A (en) * | 1991-06-12 | 1996-09-03 | Atlantic Richfield Company | Method and system for geophysical and geologic modeling |
| CN101221709A (zh) * | 2008-01-23 | 2008-07-16 | 清华大学 | 基于击实功复合作用函数逆向控制原理的地质力学模型制作方法 |
| CN101644632A (zh) * | 2009-08-05 | 2010-02-10 | 山东大学 | 相似模型试验中无充填型溶洞或岩溶管道***及埋设方法 |
-
2010
- 2010-10-11 CN CN201010503227XA patent/CN101950504B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5551881A (en) * | 1991-06-12 | 1996-09-03 | Atlantic Richfield Company | Method and system for geophysical and geologic modeling |
| CN101221709A (zh) * | 2008-01-23 | 2008-07-16 | 清华大学 | 基于击实功复合作用函数逆向控制原理的地质力学模型制作方法 |
| CN101644632A (zh) * | 2009-08-05 | 2010-02-10 | 山东大学 | 相似模型试验中无充填型溶洞或岩溶管道***及埋设方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| 张强勇等.《新型岩土地质力学模型试验***的研制及应用》.《土木工程学报》.2006,第39卷(第12期), * |
| 张强勇等.《新型组合式三维地质力学模型试验台架装置的研制及应用》.《岩石力学与工程学报》.2007,第26卷(第1期), * |
| 张强勇等.《组合式地质力学模型试验***及其在分岔隧道工程中的应用》.《岩土工程学报》.2007,第29卷(第9期), * |
| 王汉鹏等.《地质力学模型试验过程中关键技术研究》.《实验技术》.2006,(第3期), * |
| 董昌周等.《地质力学模型试验台的研制与应用》.《实验室研究与探索》.2010,第29卷(第3期), * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101950504A (zh) | 2011-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103616287B (zh) | 一种隧道开挖室内模型试验装置 | |
| Zhang et al. | Stability analysis method of geogrid reinforced expansive soil slopes and its engineering application | |
| CN103105310A (zh) | 模拟地铁盾构隧道施工引发地层变形的试验装置及方法 | |
| CN104328776B (zh) | 一种预测动力强夯对土体及周边环境影响的方法 | |
| A Rashid et al. | The deep mixing method: bearing capacity studies | |
| CN104614242A (zh) | 复杂条件下岩土体硐室开挖与围岩应力、应变监测模型试验装置及其方法 | |
| CN105625293A (zh) | 溶岩强发育施工场地填充式地质处理结构及其施工方法 | |
| CN102519811A (zh) | 强度衰减路基变形和应力变化规律试验模型及试验方法 | |
| Zhou et al. | Deformation characteristics and failure evolution process of the existing metro station under unilateral deep excavation | |
| CN101950504B (zh) | 地质力学模型分层压实风干制作与切槽埋设测试仪器方法 | |
| Su | Laboratory pull-out testing study on soil nails in compacted completely decomposed granite fill | |
| CN110245426B (zh) | 一种用于管廊结构顶管施工的有限元精细化模拟方法 | |
| Qian1a et al. | Behaviour of micropiles in collapsible loess under tension or compression load | |
| CN202372418U (zh) | 强度衰减路基变形和应力变化规律试验模型 | |
| CN111999148B (zh) | 快速构建应力饱和的原岩地应力测试标准件的方法 | |
| CN204556387U (zh) | 复杂条件下岩土体硐室开挖与围岩应力、应变监测模型试验装置 | |
| Guan et al. | Large-scale test of sleeve valve pipe grouted overwet subgrades | |
| Prasad et al. | Stabilization of marine clays with geotextile reinforced stone columns using silica-manganese slag as a stone column material | |
| Zhang et al. | Influence of column position on stability of stiffened deep mixed column-supported embankment over soft clay | |
| Ali et al. | An experimental study of stone columns in soft soils | |
| Cirone | Geotechnical modelling of CPR Grouting | |
| Yue et al. | Development and application of large-scale model test system for underwater shield tunnels | |
| Chen et al. | Research of indoor reduced scale model test for negative friction of pile group | |
| CN108374439B (zh) | 一种大截面抗滑桩早期抗滑的变形监测***及评估方法 | |
| CN107435345A (zh) | 采用应力扩散模式预测超长群桩沉降量的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111019 Termination date: 20141011 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |