本發(fā)明專利技術(shù)屬于地質(zhì)力學(xué)模型制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及三段式滑坡物理模型及其制備方法，包括模擬基巖和滑體的主體部分即第Ⅳ部分，主體部分內(nèi)依次包括第Ⅰ部分、第Ⅱ部分和第Ⅲ部分，第Ⅰ部分為有垂直的拉裂段，第Ⅱ部分為弧線形狀的鎖固段，第Ⅲ部分為蠕滑段，蠕滑段傾角為0?8°，較高的一端通過鎖固段與拉裂段下端連接，較低一端延伸至主體部分的側(cè)壁，所述的側(cè)壁上有斜坡，主體部分為五邊形塊體。各部分由水泥、石膏粉、石英砂、水按照不同比例配置制成。本發(fā)明專利技術(shù)提供的三段式滑坡物理模型，與野外斜坡結(jié)構(gòu)高度吻合，能有力保障“蠕滑—拉裂—剪斷”變形破壞過程的再現(xiàn)，模型的制備方法操作方便，取材易行，用料經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)屬于地質(zhì)力學(xué)模型制備
，具體涉及，包括模擬基巖和滑體的主體部分即第Ⅳ部分，主體部分內(nèi)依次包括第Ⅰ部分、第Ⅱ部分和第Ⅲ部分，第Ⅰ部分為有垂直的拉裂段，第Ⅱ部分為弧線形狀的鎖固段，第Ⅲ部分為蠕滑段，蠕滑段傾角為0?8°，較高的一端通過鎖固段與拉裂段下端連接，較低一端延伸至主體部分的側(cè)壁，所述的側(cè)壁上有斜坡，主體部分為五邊形塊體。各部分由水泥、石膏粉、石英砂、水按照不同比例配置制成。本專利技術(shù)提供的三段式滑坡物理模型，與野外斜坡結(jié)構(gòu)高度吻合，能有力保障“蠕滑—拉裂—剪斷”變形破壞過程的再現(xiàn)，模型的制備方法操作方便，取材易行，用料經(jīng)濟(jì)節(jié)約。【專利說明】
本專利技術(shù)屬于地質(zhì)力學(xué)模型制備
，具體涉及三段式滑坡物理模型及其制備 方法。
技術(shù)介紹
"三段式"滑坡是在自重作用下，經(jīng)歷"前緣蠕滑"、"后緣拉裂"兩階段的發(fā)展演化 后，在結(jié)構(gòu)面中部形成"鎖固段"，并最終剪斷破壞形成的典型災(zāi)難性滑坡，因鎖固段應(yīng)力長 期積累下形成的突發(fā)脆性破壞而常常表現(xiàn)為高速遠(yuǎn)程滑移，由此帶來慘痛的人員傷亡和重 大的經(jīng)濟(jì)損失。坡體主體由相對均質(zhì)的脆性巖體或半成巖(土)體構(gòu)成，但坡腳發(fā)育近水平 或緩傾坡外的結(jié)構(gòu)面或夾有相對較薄的緩傾坡外的軟弱夾層。此類滑坡穩(wěn)定性主要受控于 鎖固段，探明鎖固段破壞機(jī)制對其防災(zāi)減災(zāi)意義重大。 "三段式"滑坡的研究概況是：以野外實地調(diào)查和宏觀地質(zhì)描述下的地質(zhì)分析為基 礎(chǔ)，主要從數(shù)值模擬角度分析和揭示此類滑坡的變形機(jī)制。野外地質(zhì)調(diào)查往往是根據(jù)災(zāi)后 地貌特征、堆積物結(jié)構(gòu)特征等對邊坡失穩(wěn)過程進(jìn)行推斷和分析，屬于粗放的、非精細(xì)化的研 究；而數(shù)值模擬雖是定量分析，但其以諸多假設(shè)為前提條件，難以精準(zhǔn)模擬野外斜坡失穩(wěn)。 顯然，若要從細(xì)觀和微觀角度揭示"三段式"滑坡變形機(jī)理，尤其是"鎖固段"破壞機(jī)制，物理 模擬實驗有極強(qiáng)的優(yōu)越性。 目前針對鎖固段型滑坡的物理實驗研究多以巖橋直剪實驗為主，較少涉及更為精 細(xì)的實驗室物理模擬。專利號201310121643.7公開的一種高速滑坡啟程機(jī)理試驗裝置可實 現(xiàn)鎖固段大小、位置、材料等的制作，進(jìn)行鎖固段破壞機(jī)理研究，但只能模擬直線型滑面斜 坡失穩(wěn)，滑面結(jié)構(gòu)具有顯著局限性。若能實現(xiàn)復(fù)雜滑面結(jié)構(gòu)的室內(nèi)物理模擬，動態(tài)再現(xiàn)斜坡 變形失穩(wěn)全過程，必將有力推動"三段式"滑坡鎖固段破壞機(jī)制研究。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種"三段式"滑坡模型及其簡便易行的制作方 法。基于該模型，將能夠完成"三段式"滑坡"蠕滑一拉裂一剪斷"全過程物理模擬實驗研究， 通過一系列監(jiān)測儀器，實現(xiàn)模型變形一破壞過程中動態(tài)信息的捕捉，以期深刻揭示"三段 式"滑坡鎖固段破壞機(jī)制。 三段式滑坡物理模型，包括模擬基巖和滑體的主體部分即第IV部分，主體部分內(nèi) 依次包括第I部分、第π部分和第m部分，第I部分為有垂直的拉裂段，第π部分為弧線形狀 的鎖固段，第m部分為蠕滑段，蠕滑段傾角為〇-8°，較高的一端通過鎖固段與拉裂段下端連 接，較低一端延伸至主體部分的側(cè)壁，所述的側(cè)壁上有斜坡，主體部分為五邊形塊體，高、寬 分別為L，厚W，斜坡的坡角70°。 三段式滑坡物理模型的制備方法，包括以下過程： (1)制作三段式滑坡物理模型的矩形木質(zhì)模具 (2)三段式滑坡物理模型各部分材料按照以下原料按照重量比配比： 第I部分，水泥:石膏粉:石英砂:水為0.4:1:3:0.7~0.9; 第Π 部分，水泥:石膏粉:石英砂:水為0.7:1:3:0.7~0.9; 第m部分，水泥:石膏粉:石英砂:水為0.5:1:3:0.7~0.9; 第IV部分，水泥:石膏粉:石英砂:水為1:1:3:0.7~0.9; 所述的水泥為普通硅酸鹽水泥，型號為P · 0 42.5;所述的石英砂為60目； 完成第I部分、第Π 部分、第IV部分各部分材料制作，完成第I部分、第Π 部分、第IV 部分材料裝填工作，第m部分用第I部分材料填充占位，在振動棒作用下充分振動密實，用 刮刀剔除浮漿，用水平尺校正上端面； (3)試樣成型后養(yǎng)護(hù)48h拆模，各部分材料的養(yǎng)護(hù)時間：第I部分、第Π 部分、第IV部 分在溫度20°C、濕度65%的條件下養(yǎng)護(hù)15-18天，第IV部分切邊成坡，頂部開縫制作第ΙΠ 部 分，配制第m部分材料，完成第m部分材料換填，第m部分材料在溫度2〇°c、濕度65 %的條 件下養(yǎng)護(hù)6小時。 本專利技術(shù)提供的三段式滑坡物理模型，與野外斜坡結(jié)構(gòu)高度吻合，能有力保障"蠕 滑一拉裂一剪斷"變形破壞過程的再現(xiàn)，具有真實可靠、簡單易行的特點。模型的制備方法 操作方便，取材易行，用料經(jīng)濟(jì)節(jié)約。【附圖說明】 圖1為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本專利技術(shù)的木質(zhì)模具結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本專利技術(shù)的模型切割及換填操作示意圖。 具體實施例 下面結(jié)合實施例和對比例，對本專利技術(shù)的【具體實施方式】進(jìn)行闡明。實施例如圖1所示，三段式滑坡物理模型，包括模擬基巖和滑體的主體部分即第IV部分， 主體部分內(nèi)依次包括第I部分、第Π 部分和第m部分，第I部分為有垂直的拉裂段，第π部分 為弧線形狀的鎖固段，第m部分為蠕滑段，蠕滑段傾角為〇-8°，較高的一端通過鎖固段與拉 裂段下端連接，較低一端延伸至主體部分的側(cè)壁，所述的側(cè)壁上有斜坡，主體部分為五邊形 塊體高、寬分別為L，厚w，斜坡的坡角70°。 具體的： 第IV部分為主體部分，強(qiáng)度最高，模擬基巖和滑體。 第m部分為蠕滑段，強(qiáng)度最低，為整個模型中的軟弱基座。此段左側(cè)起點距模型底 面0.27L，長為0.47L，寬0.03L，厚W，緩傾坡外，傾角為0-8°。 第I部分為拉裂段，強(qiáng)度低于第Π 部分、第IV部分，長0.37L，寬0.03L，厚W。此段垂 向布置，傾角為90°，距離右側(cè)邊界0.43L。 第Π 部分為鎖固段，其強(qiáng)度僅次于第IV部分，是蠕滑、拉裂變形后的坡體穩(wěn)定性控 制段。該段厚W，寬0.03L，弧線連接蠕滑段右端點和拉裂段下端點。 第I部分、第Π 部分、第m部分強(qiáng)度均低于第IV部分，聯(lián)合構(gòu)成本次試驗?zāi)Ｐ偷慕Y(jié) 構(gòu)面。 三段式滑坡物理模型的制備方法，包括以下過程： (1)制作三段式滑坡物理模型的矩形木質(zhì)模具，如圖2所示，木質(zhì)模具為矩形槽狀 模具，內(nèi)部尺寸長寬分別U深W，L = 30cm，W=5cm，無蓋。 (2)三段式滑坡物理模型各部分材料按照以下原料按照重量比配比：表1實施例三段式滑坡物理模型各部分材料配比L〇〇35」所還的水泥為晉通硅酸鹽水泥，型兮為P · 0 42.5。 所述的石膏粉普通建筑用石膏粉。 所述的石英砂為普通石英砂，型號為60目。木質(zhì)模具內(nèi)，在結(jié)構(gòu)面對應(yīng)的位置用硬紙板填充占位，倒入攪拌均勻的第IV部分 專配混合料，在振動棒作用下充分振動密實。 (3)取出硬紙板，用相對應(yīng)的專配混合料對結(jié)構(gòu)面各段進(jìn)行填充，此時第m部分用 第I部分材料填充占位。模型各部分填充密實之后，用刮刀剔除浮漿，用水平尺校正上端面。 (4)試樣成型后養(yǎng)護(hù)48h拆模，在溫度20°C，濕度65%的條件下養(yǎng)護(hù)風(fēng)干。各部分材 料的養(yǎng)護(hù)時間:第I部分、第Π 部分、第IV部分在溫度20°C、濕度65 %的條件下養(yǎng)護(hù)15-18天。 (5)養(yǎng)護(hù)后，如圖3所示，切除左上角部分，切除部分為一個直角邊長分別為6cm、 24cm的直角三角形塊體;然后在與拉裂段對應(yīng)的坡面頂部位置開設(shè)一條寬約1本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
三段式滑坡物理模型，其特征在于：包括模擬基巖和滑體的主體部分即第Ⅳ部分，主體部分內(nèi)依次包括第Ⅰ部分、第Ⅱ部分和第Ⅲ部分，第Ⅰ部分為有垂直的拉裂段，第Ⅱ部分為弧線形狀的鎖固段，第Ⅲ部分為蠕滑段，蠕滑段傾角為0?8°，較高的一端通過鎖固段與拉裂段下端連接，較低一端延伸至主體部分的側(cè)壁，所述的側(cè)壁上有斜坡，主體部分為五邊形塊體。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳國慶，唐鵬，蔣萬增，黃潤秋，冉耀，
申請(專利權(quán))人：成都理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51
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