可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，交通和水利建設(shè)中穿越斷層的海底隧道、過(guò)江隧道及巖溶地區(qū)的深埋大斷面隧道和地下廠房洞室群也越來(lái)越常見(jiàn)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變，理論發(fā)展水平和現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)有限，許多技術(shù)問(wèn)題急需解決。地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)作為探索巖土體在施工和運(yùn)營(yíng)期相應(yīng)規(guī)律的強(qiáng)有力的手段，得到了很多專家的認(rèn)可。通過(guò)模型試驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工況的真實(shí)模擬，得出結(jié)論可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工的安全順利進(jìn)行。
[0003]目前已有很多科研單位對(duì)地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)展開(kāi)了相關(guān)研宄，但是有的僅采用一種相似材料進(jìn)行單一底層條件下的模擬，有的進(jìn)行多底層條件的模擬，也往往采用一種相似材料的不同配比進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。同種材料不同配比之間在顏色等視覺(jué)特征方面的區(qū)別十分渺小，不能滿足可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)對(duì)不同地層區(qū)分的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種用于可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的相似材料染色區(qū)分方法，該方法在不影響相似材料物理力學(xué)參數(shù)和水理參數(shù)的基礎(chǔ)上，改變其顏色，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)上直接觀察不同地層的相似材料變形特征和破壞趨勢(shì)。滿足現(xiàn)代地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)可視化性能的要求。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法，包括以下步驟:
[0007](I)、根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求確定染色劑，染色劑為炭黑或鐵紅或鐵綠，不同參數(shù)配比的相似材料選用不同的染色劑；
[0008](2)、將相應(yīng)的染色劑加入相應(yīng)的相似材料的固體材料中攪拌均勾，然后加入液體類材料攪拌均勻，固體材料和液體類材料均為模型試驗(yàn)中相似材料配制所需的原材料，每種染色劑占相應(yīng)相似材料的質(zhì)量的百分比為3% —10%，采用該質(zhì)量百分比的染色劑，不會(huì)改變材料原始配比的力學(xué)參數(shù)，用于流固耦合模型試驗(yàn)時(shí)，無(wú)阻水或?qū)饔?，不改變材料的水理參?shù)；
[0009](3)、將步驟(2)中攪拌均勻后的相似材料與染色劑的混合物按照模型的要求送至模型架內(nèi)進(jìn)行模型體填筑；
[0010](4)、進(jìn)行模型試驗(yàn)。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明填補(bǔ)了傳統(tǒng)地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)可視化方面的缺陷，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)中模擬不同地層相似材料的視覺(jué)區(qū)分和變形特征以及破壞趨勢(shì)的直觀對(duì)比觀察，具有簡(jiǎn)單直觀，對(duì)比明顯，區(qū)分方便，易于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。采用質(zhì)量百分比為3% —10%的染色劑，不會(huì)改變材料原始配比的力學(xué)參數(shù)，用于流固耦合模型試驗(yàn)時(shí)，無(wú)阻水或?qū)饔?，不改變材料的水理參?shù)；
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為方法實(shí)施流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖與某煤礦大型陷落柱突水地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1所述，一種可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法，包括以下步驟:
[0015](I)、確定染色劑，模型試驗(yàn)中流-固耦合相似材料選用染色劑炭黑、鐵紅、鐵綠；
[0016](2)、模擬煤巖的相似材料加入染色劑炭黑，炭黑占相似材料的質(zhì)量百分比為5% ;模擬砂巖的相似材料加入染色劑鐵紅，鐵紅占相似材料的質(zhì)量百分比為4%，模擬鋁質(zhì)泥巖的相似材料加入染色劑鐵綠，鐵綠占相似材料的質(zhì)量百分比為8%。將染色劑和流-固耦合相似材料的固體原材料分別稱取，并混合攪拌均勻，然后加入氯化石蠟、硅油和水液體材料再次攪拌均勻。
[0017](3)、將步驟(2)中攪拌均勻后的相似材料與染色劑的混合物按照模型實(shí)驗(yàn)的要求送至模型架內(nèi)進(jìn)行模型體填筑；
[0018](4)、進(jìn)行模型試驗(yàn)。
[0019]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求確定染色劑，不同參數(shù)配比的相似材料選用不同的染色劑； (2)、將相應(yīng)的染色劑加入相似材料中的固體材料中攪拌均勻，然后加入液體類材料攪拌均勻；每種染色劑占相應(yīng)相似材料的質(zhì)量百分比分別為3% -10% ; (3)、將步驟(2)中攪拌均勻后的相似材料與染色劑的混合物送至模型架內(nèi)進(jìn)行模型體填筑； (4)、進(jìn)行模型試驗(yàn)。
2.如權(quán)利要求1所述一種可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法，其特征是，所述步驟(I)中用到的染色劑為炭黑或鐵紅或鐵綠。
3.如權(quán)利要求1所述一種可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法，其特征是，所述步驟(2)中的固體材料和液體材料均為模型試驗(yàn)中相似材料配制所需的原材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可視化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料染色區(qū)分方法，該方法具有簡(jiǎn)單直觀，對(duì)比明顯，區(qū)分方便，易于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。包括步驟：根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求確定染色劑，不同參數(shù)配比的相似材料選用不同的染色劑；將相應(yīng)的染色劑加入相似材料中的固體材料中攪拌均勻，然后加入液體類材料攪拌均勻；每種染色劑占相應(yīng)相似材料的質(zhì)量百分比分別為3％-10％；將攪拌均勻后的相似材料與染色劑的混合物按照試驗(yàn)要求送至模型架內(nèi)進(jìn)行模型體填筑；進(jìn)行模型試驗(yàn)。
【IPC分類】G01N1-30
【公開(kāi)號(hào)】CN104568552
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410698333
【發(fā)明人】王康, 陳迪楊, 李術(shù)才, 李利平, 許振浩, 張乾青, 石少帥, 周宗青
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年11月26日