[发明专利]一种用于模拟深基坑施工机理的淤泥质黏土相似材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于模拟深基坑施工机理的淤泥质黏土相似材料及其制备方法，相似材料的不同渗透等级的组分配比如下：高渗透性淤泥质黏土：黄河砂96‑105份，软黏土11‑17份，硅油8‑10份；中渗透性淤泥质黏土：黄河砂95‑104份，软黏土17‑25份，硅油8‑11份；低渗透性淤泥质黏土：黄河砂96‑105份，软黏土25‑30份，硅油9‑12份。该相似材料具有含水量高、强度低、压缩性高等性能，易于模拟深基坑施工诱发淤泥质黏土的力学及变形特性，同时能够就地取材，提高资源利用率。

技术领域

本发明具体涉及一种用于模拟深基坑施工机理的淤泥质黏土相似材料及其制备方法。

技术背景

沿海发达城市高速发展的城市化进程与有限的土地资源之间产生的矛盾使得开发利用城市地下空间越来越广泛，导致沿海地区基坑工程日益增多；与此同时，在以淤泥质黏土为主的近海岸地层中盲目地开展深基坑工程，极易导致其失稳破坏，危及人民生命财产的安全。现阶段岩土试验中常使用黏土模拟淤泥等软土，但由于淤泥质黏土具有天然含水量高、天然孔隙比大、渗透性差、强度低、压缩性高、结构性强等性质，仅采用黏土是无法用于在模型试验中模拟淤泥质黏土地层工程力学特性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种用于模拟深基坑施工机理的淤泥质黏土相似材料及其制备方法，该相似材料具有含水量高、强度低、压缩性高等性能，易于模拟深基坑施工诱发淤泥质黏土的力学及变形特性，同时能够就地取材，提高资源利用率。

本发明专利采取的技术方案为：

一种用于模拟深基坑施工机理的淤泥质黏土的相似材料，不同渗透等级的组分配比如下：

高渗透性淤泥质黏土：黄河砂96-105份，软黏土11-17份，硅油8-10份；

中渗透性淤泥质黏土：黄河砂95-104份，软黏土17-25份，硅油8-11份；

低渗透性淤泥质黏土：黄河砂96-105份，软黏土25-30份，硅油9-12份。

优选的，一种用于深基坑施工机理的淤泥质黏土的相似材料，不同渗透等级的组分配比如下：

高渗透性淤泥质黏土：黄河砂100份，软黏土11-13份，硅油8-9份；

中渗透性淤泥质黏土：黄河砂100份，软黏土17-19份，硅油8-10份；

低渗透性淤泥质黏土：黄河砂100份，软黏土25-27份，硅油9-11份。

优选的，一种用于模拟深基坑施工机理的淤泥质黏土的相似材料，不同渗透等级的组分配比如下：

高渗透性淤泥质黏土：黄河砂100份，软黏土12份，硅油9份；

中渗透性淤泥质黏土：黄河砂100份，软黏土18份，硅油10份；

低渗透性淤泥质黏土：黄河砂100份，软黏土25份，硅油11份。

一种用于模拟深基坑施工机理的淤泥质黏土的相似材料的制备方法，包括如下步骤：

1)根据实际情况确定渗透等级；

2)通过确定的渗透等级选择相应的原料的重量配比；

3)加料及搅拌，使材料混合均匀，得到混合材料，其中，高渗透性淤泥质黏土：黄河砂96-105份，软黏土11-17份；中渗透性淤泥质黏土：黄河砂95-104份，软黏土17-25份；低渗透性淤泥质黏土：黄河砂96-105份，软黏土25-30份；

4)向混合材料中加入硅油，并搅拌均匀，得到所述相似材料；

5)将步骤4)中制得的相似材料压实成型。