[发明专利]用于饱水软弱夹层带动孔压响应的振动台模型制备方法

说明书

本发明公开了一种用于饱水软弱夹层动孔压响应的振动台模型制备方法，其包括焊接不渗水模型箱和密封盖；模型箱的底板上焊接螺纹钢，并在模型箱内放置上与模型箱四周内侧壁接触的防水聚苯乙烯泡沫板；根据试验模型的结构与物理力学性质配置上硬层、下硬层及软弱夹层材料，在模型箱内浇注下硬层、软弱夹层和上硬层；上中下三层浇注过程中，在设定高度埋设若干孔隙水压传感器；对浇注好的试验模型养护设定时长，在保留或取出模型箱中两个侧面的防水聚苯乙烯泡沫板的情况下，在密封盖上安装气压表，连接饱水装置与进水管和连接管进行循环真空饱水处理；当气压表读数与上一次饱水后读数间差异小于等于设定值时，完成振动台模型的制备。

技术领域

本发明涉及一种地质研究领域，具体涉及一种用于饱水软弱夹层带动孔压响应的振动台模型制备方法。

背景技术

振动台试验可以在实验室内模拟地震作用的过程，是研究地震触发滑坡等地质灾害机理的重要手段。软弱夹层是地质体中常见的地质结构，其厚度薄，与周围岩石相比，弹性模量小、强度低，因此在岩质、地下硐室、坝基等地质结构中，往往起着控制其变形破坏的作用。

传统的物理模型试验不考虑岩体中孔隙(或裂隙)水，而实际岩体中，水的作用不容忽视，当降雨或地下水进入岩石内部，在水岩相互作用下，岩石内部矿物产生新的物理、化学反应，造成岩石内部矿物或结构面的软化，使岩石的力学性质变差，抗压强度，抗拉强度，抗剪强度，动、静弹性模量，泊松化等各项物理力学参数的弱化，而软弱夹层对水的敏感性更为显著，使得传统物理模型试验难以模拟岩层在地震下的响应特征。

振动台模型试验是研究地震滑坡的有效手段，目前绝大多数滑坡振动台模型试验未考虑软弱层带内地下水的影响，这是因为传统以石膏和水泥为粘结剂的相似材料具有遇水易解体、渗透性低、弹性模量较大等特点，无法模拟软弱层带高渗透低弹模特征。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的用于饱水软弱夹层带动孔压响应的振动台模型制备方法制备的震动台模型能够模拟地震作用下饱水岩层的变化情况。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种用于饱水软弱夹层带动孔压响应的振动台模型制备方法，其包括以下步骤：

模型箱的底板内表面焊接有多根并排的螺纹钢，以在模型下边界提供足够摩擦力和粘接力，并在模型箱内放置上与模型箱四周内侧壁接触的防水聚苯乙烯泡沫板；

根据试验模型的结构与物理力学性质配置上硬层、下硬层及软弱夹层的相似材料，并首先在模型箱内浇注下硬层；

下硬层浇注完成后，在其进行刮毛处理后浇注软弱夹层，软弱夹层浇注完成后，在其进行刮毛处理后浇注上硬层，完成试验模型的浇注；上中下三层浇注过程中，在设定高度埋设若干孔隙水压传感器；

对浇注好的试验模型养护设定时长，之后在保留或取出模型箱中两个侧面的防水聚苯乙烯泡沫板的情况下，在密封盖上安装用于采集模型箱内部气压的气压表，之后连接饱水装置与模型箱的进水管和连接管进行循环真空饱水处理；

当气压表的读数与上一次读数间的差异小于等于设定值时，停止循环真空饱水处理，完成振动台模型的制备；上硬层、下硬层和软弱夹层在浇注时，在三层内部每隔设定厚度均需进行刮毛处理。

进一步地，模型箱的连接管和进水管上均安装有第一阀门；饱水装置包括储水箱和真空泵，储水箱上端开设有与真空泵连接的抽真空管，储水箱底端侧壁上安装有出水管，抽真空管、出水管和储水箱上的进水口上均安装有第二阀门；

连接饱水装置与模型箱的进水管和连接管进行循环真空饱水处理进一步包括：

S1将储水箱与模型箱的底面放置在同一平面上，之后连接真空泵与连接管及进水管与出水管，关闭出水管上的第二阀门；