[发明专利]一种地质力学模型试验中溶洞制作方法

说明书

技术领域

本发明属于地质力学模型试验领域，具体指地质力学模型试验过程中利用模具浇筑冰体模型并预埋进试验体，从而实现试验体内置溶洞自动成形的方法。

背景技术

地质力学模型试验是岩土工程研究领域重要的研究方法之一，是指基于一定的相似原理对某一工程地质构造进行缩尺研究的一种物理模拟方法。在我国现阶段岩土工程建设中，地质力学模型试验能够提供更为直观的物理现象模拟，不仅能够揭示工程建设对岩土体稳定性的影响规律，更能够揭示地质构造对工程开挖的影响规律。而且近年来随着试验量测技术的提高，地质力学模型试验中的一些研究课题，已由定性分析阶段进入定量分析的阶段。其中，如何真实模拟复杂的地质构造，对地质力学模型试验的准确性提出了较高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是地质力学模型试验中，试验体内置溶洞如何快速高效成型。本发明提出了一种地质力学模型试验中溶洞制作方法，该方法主要通过冰体预制预埋实现地质力学模型试验体中不同形状、大小、位置溶洞的自动成形。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种地质力学模型试验中溶洞制作方法，包括以下步骤：

步骤1按照溶洞的形状制作冰体模具；

步骤2在所述的冰体模具内注入液体，并将注入液体的冰体模具放置在冷冻设备中；

步骤3待形成坚硬的冰体模型，拆模得到预制溶洞模型；

步骤4在得到的预制溶洞模型外涂抹保护层；然后放置在试验体的指定位置；并迅速在预制溶洞模型上覆试验体以填筑压实，以防冰体融化后溶洞坍塌，等冰体全部融化后，水在重力作用下渗透出试验体，即得到内置溶洞空腔的地质力学模型试验体。

进一步的，步骤1中所述的冰体模具包括上模和下模，所述的上模和下模通过连接件相连，在其相连的位置设有密封圈；在上模上设有注液管。

进一步的，所述的上模和下模的连接位置设有耳板，所述耳板靠螺栓连接在于一起形成模具空腔。

所述步骤3中所述的保护层为涂抹凡士林，以减少冰体在操作过程中受损，并减弱冰体与空气的接触，从而减弱其融化的速度。

所述冷冻设备包括但不限于冰箱、冷库。

进一步的，步骤1中是利用金属模具材料或非金属模具材料按照溶洞形状尺寸要求，设计并制作冰体浇筑模具，该模具不仅具有良好的密封性，同时也具有较高的成型效率，且操作简便，外壳坚固，在低温下不会出现变形和破坏。

进一步的，所述的液体在零摄氏度以下即可结冰。

本发明的有益效果如下：

本发明涉及一种地质力学模型试验中溶洞制作方法，该方法主要通过冰体预制预埋实现地质力学模型试验体中不同形状、大小、位置溶洞的自动成形。首先,利用模具材料按照所需溶洞形状尺寸要求设计并制作溶洞模具；然后注入清水，并将其放置于冷冻设置中进行冷冻成型，待其冷冻成型后，拆模取出即可得到溶洞冰体模型；随后将预制好的冰体模型表面均匀涂抹凡士林；最后将制作好的冰体模型预埋入试验体指定位置，待其融化后即可得到内置溶洞的地质力学模型试验体。本发明研究了一种地质力学模型试验中溶洞的制作方法，解决了地质力学模型试验中试验体内置溶洞的难题，通过预制预埋冰体，利用其冷冻成型、融化消失的特性，实现了地质力学模型试验中快速简易制作内置溶洞。与前人研究相比，该发明操作简便，绿色环保，具有较好的应用前景。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明提供的溶洞冰体模具示意图。

图2为本发明提供的溶洞冰体模型示意图。

图3为本发明提供的溶洞冰体模型预埋成形示意图。

图中：1-注液管，2-上模板，3-耳板，4-下模板，5-密封圈，6-螺栓，7-模具空腔，8-溶洞冰体模型，9-试验体，10-试验体内置溶洞空腔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。