[发明专利]一种地质力学模型综合法试验的降强方法

说明书

本发明公开了一种地质力学模型综合法试验的降强方法，包括以下步骤：S1.制备不同升温降强相似材料；S2.对所述升温降强相似材料进行升温降强剪切试验，求得所述升温降强相似材料的升温降强曲线的解析表达式；S3.使用地质力学模型材料模拟岩体，使用所述升温降强相似材料模拟各软弱结构面；S4.在砌筑模型时，在平面和立面上分别进行分区，得到若干试验区域；S5.分别在若干所述升温降强相似材料中布置升温系统和温度控制系统；S6.通过对若干所述升温降强相似材料升温的不同，获得所述模型在不同区域的降强幅度。本发明达到了模拟岩体中软弱结构的强度弱化行为的效果。

技术领域

本发明涉及地理信息获取领域，具体是一种地质力学模型综合法试验的降强方法。

背景技术

地质力学模型试验有三种破坏试验方法，即超载法、降强法(强度储备法)和综合法。其中，综合法将超载法和降强法结合于一体，其既考虑到工程上可能遇到的突发洪水，又考虑到工程长期运行中岩体及软弱结构面的力学参数在库水作用下逐步降低的可能，获取影响大坝稳定性的多种因素，因此更为符合工程实际。

但是在模型试验中综合法的实现必须以超载法和降强法的实现为前提，其中超载法通过逐步增大上游水荷载来进行试验，在模型中容易实现；因此，实现综合法的关键是在同一个模型中实现材料参数逐步降低的降强法。目前，降强法的实现主要存在以下问题：

1.传统模型材料的共同特征是一旦配制好后，其材料力学参数就固定不变，因而不能模拟岩石及软弱结构面力学性能降低的现象；若要实现降强法试验，则只能用一个材料参数对应一个模型，导致试验的工作量大、投资高和周期长，同时也不能保证试验精度，因此难以满足试验研究的要求；

2.曾有学者通过同倍比增加工程的自重和外部荷载的方式，等价地求得强度储备系数，如国际知名学者E.Fumagalli教授曾经在1975年对坝高102m的Ridracoli重力拱坝进行应力和稳定性模型试验中，采用拉杆挂砝码的办法将模型材料的容重加大了42倍，但用拉杆挂砝码增重方法的试验干扰性较大，在三维模型中布置较困难；

3.用离心场代替重力场等价求得强度储备系数的方法只适合于小尺寸的模型，而对于地质结构较复杂的大型模型来说则会受到模型加工精度、粘贴应变片及安装位移计数量的限制。

综上所述，需要一种能够降低材料力学参数的试验方法，获取相关地理信息，从而模拟岩体中软弱结构可能出现的强度弱化行为。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种地质力学模型综合法试验的降强方法，以达到模拟岩体中软弱结构出现的强度弱化行为的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种地质力学模型综合法试验的降强方法，包括以下步骤：

S1.根据断层结构面和软弱夹层的不同制备若干不同的升温降强相似材料；

S2.对若干所述升温降强相似材料进行升温降强剪切试验，获得若干所述升温降强相似材料的升温降强曲线，并求得若干所述升温降强曲线的解析表达式；所述解析表达式用以S6步骤中，对若干所述升温降强相似材料的升温程度进行准确的控制；

S3.使用地质力学模型材料模拟岩体，使用若干所述升温降强相似材料模拟各软弱结构面；

S4.砌筑模型时，在平面和立面上分别进行分区，得到若干试验区域；

S5.分别在若干所述升温降强相似材料中布置升温系统和温度控制系统；

S6.通过所述升温系统和温度控制系统对若干所述升温降强相似材料升温的不同，获得所述模型在不同区域的降强幅度，实现分区降强。