[发明专利]一种采用凡士林和薄膜制作软弱夹层的隧道模型试验方法

权利要求书

1.一种采用凡士林和薄膜制作软弱夹层的隧道模型试验方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将隧道模型试验箱调平，所述隧道模型试验箱正面和背面对称设置有观测窗口，所述观测窗口内设置有隧道口；

（2）将围岩相似材料分层填入步骤（1）中的隧道模型试验箱内，每层填装完成后进行振捣压实，当所述围岩相似材料填装至隧道口时，置入与所述隧道口大小匹配的沙袋，继续填入所述围岩相似材料至距离所述隧道口拱顶0.3B-0.5B且与水平夹角为25°-40°的位置，振捣压实后根据试验要求填充相应厚度的软弱夹层，然后在所述软弱夹层上布置压力盒，最后再以所述围岩相似材料填充至设计高度；所述B为所述隧道口的跨度；所述软弱夹层由凡士林和薄膜制成；所述软弱夹层相似材料的填充方法具体为：首先按横向等距和纵向等距在围岩相似材料表面布满钉子形成钉子层Ⅰ，然后依次铺设薄膜Ⅰ、凡士林和薄膜Ⅱ，所述钉子层Ⅰ依次穿过所述薄膜Ⅰ、凡士林和薄膜Ⅱ，最后按横向等距和纵向等距在所述薄膜Ⅱ表面布满钉子形成钉子层Ⅱ，所述钉子层Ⅱ依次穿过所述薄膜Ⅱ、凡士林和薄膜Ⅰ且钉子层Ⅱ中各钉子与所述钉子层Ⅰ中各钉子错位分布；所述钉子层Ⅱ中每个钉子均匀间隔钉在钉子层Ⅰ相邻钉子中间；

（3）在所述隧道模型试验箱的正前方安装图像采集器，利用散斑工具对设置在所述隧道模型试验箱正面的观测窗口内填充有围岩相似材料的区域进行无规律散斑标记；

（4）将步骤（2）中置入的沙袋清除，然后采用加载方法逐渐增加上覆荷载至围岩发生大面积塌方，期间对隧道围岩变形及破坏图像进行采集并分析，获得隧道围岩的全场应变，再对隧道围岩应力进行自动连续采集并进行数据处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述观测窗口外还设置有透明的观测窗口挡板。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述围岩相似材料由重晶石粉、石英砂、石膏和水按质量比11：2：2：0.12混合而成。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄膜Ⅰ和薄膜Ⅱ为聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚苯乙烯薄膜中的一种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄膜Ⅰ和薄膜Ⅱ的厚度为0.8-1.3mm。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，将沙袋清除后，还包括对隧道口进行修整工序，使所述隧道口规整光滑。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中，采用Vic-Snap软件对隧道围岩变形及破坏图像进行采集，再通过Vic-2D软件对所采集的图像进行分析，得到隧道围岩的全场应变，再利用传统电测法对隧道围岩应力进行自动连续采集，并通过计算机对采集所得的数据进行处理。