[发明专利]一种用于研究节理岩质边坡的模型及其制备方法

权利要求书

1.一种用于研究节理岩质边坡的模型，其特征在于：模型的横截面形状为六边形，顶面、坡底面和底面三个面互相平行，顶面和坡底面之间为坡面，边坡倾角的变化范围为30°~75°，顶面和底面间的侧面分别与顶面和底面垂直，坡底面和底面间的侧面与分别与坡底面和底面垂直；底面长：顶面与底面的垂直距离：模型的厚=1:(0.7~0.9):(0.08~0.12)，坡底面与底面的垂直距离：顶面与底面的垂直距离=1:(2.5~3)，顶面的长：坡底面长=(1.5~2.5):1；模型中节理设置区域的截面为一直角梯形，直角梯形以坡面为斜边，梯形下底面与坡底面共面，梯形顶面位于坡顶面内，梯形上底面靠近坡面长度为顶面边长的1/4，节理贯穿模型上下面。

2.根据权利要求1所述的一种用于研究节理岩质边坡的模型的制作方法，其特征在于包括下述步骤：

第一步：配料

取高强石膏，石英砂，重晶石和水混合经快速搅拌，得到所需相似材料，搅拌；

第二步：模型初步定型及节理制作

材料搅拌完成后，将其均匀倒入定型模具中，在配置好的相似材料倒入模具前将除顶板外各部件由预制螺孔通过螺丝联接起来，通过在顶板和底板上刻槽定位，在配料倒入定型磨具后迅速上好顶板，将预制好的薄片插入刻槽中形成充填节理；

模型的侧面定型模具由四部件围成，上顶面和下底面部件为板材，各部件之间由螺栓连接，模型底面对应一个部件，模型顶面、坡面和坡底面共同对应一个部件，其余两侧面各对应一个部件；

第三步：模型的成形及养护

待材料初凝45~60分钟后拆模，将模型置于温度为35°C左右的干燥环境中静置养护15天，即制作完成边坡模型。

3.根据权利要求2所述的一种用于研究节理岩质边坡的模型的制作方法，其特征在于：所述石英砂为经目数为10的筛筛分后的干燥砂，各材料的比例范围按质量比为，水10%~35%，石膏15%~35%，重晶石5%~30%，砂10%~25%，水和石膏的比例控制在水：石膏=1:1~1.2:1；所述配料所用水中须加入质量为水质量的0.5%的硼酸作为缓凝剂。

4.根据权利要求2所述的一种用于研究节理岩质边坡的模型的制作方法，其特征在于：通过控制所述薄片的形状制作不同形态不同尺寸的节理；设置不同数量的节理，并通过在顶底面板上按预设坐标刻槽的方式控制节理间的相对位置及节理倾角。

5.根据权利要求2所述的一种用于研究节理岩质边坡的模型的制作方法，其特征在于：步骤1搅拌的时间不超过一分钟，采用先将颗粒材料搅拌均匀再加水搅拌的方法。

6.根据权利要求2所述的一种用于研究节理岩质边坡的模型的制作方法，其特征在于：所述薄片通常采用强度低于0.1MPa的云母片，石蜡片或聚四氟乙烯等厚度为：0.2~0.8mm的薄片进行制作。