[发明专利]基于透明土的降雨滑坡可视化模型及其制备方法

说明书

本发明涉及基于透明土的降雨滑坡可视化模型，包括模型本体，模型本体的侧面设置有斜坡；模型本体由骨料与孔隙流体混合而成；模型本体的顶部设置有上部渗流面；斜坡表面覆盖有阻水黏结剂层。还涉及一种基于透明土的降雨滑坡可视化模型的制造方法，包括将骨料与孔隙流体混合，制得透明土；采用透明土制备模型本体，并在模型本体的侧面形成斜坡，顶部形成上部渗流面；在斜坡表面铺阻水黏结剂层。本模型具有良好的透水性，能够模拟雨水的渗流情况，以便于研究雨水渗流对边坡滑坡造成的影响。通过在斜坡表面覆盖有阻水黏结剂层，避免雨水从斜坡表面渗入，而是从设定的上部渗流面渗入模型本体，实现渗流范围的圈定。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其是一种基于透明土的降雨滑坡可视化模型及其制备 方法。

背景技术

降雨是滑坡灾害主要诱发因素之一，所以研究降雨入渗过程有助于深入理解斜坡灾变的 机制。

室内物理模拟是滑坡机制研究的重要方法之一，然而，滑坡体内部结构的复杂性和不可 视性，无法直接观测流体渗流状况，为降雨入渗规律研究或稳定性评价带来了困难，一定程 度上导致了降雨滑坡机理认识存在分歧，进一步影响滑坡预测与稳定性评价的深入发展。

因此，寻找一种与天然岩土体工程性质相似的透明材料替代传统土工模型材料，使土体 内部变形及渗流实现可视化观测对滑坡致灾本质认识具有重要意义。透明土试验技术发展和 观测系统的开发为滑坡灾害可视化研究奠定了基础。利用透明土并采用现代光学观测技术和 图像捕捉与处理技术有望实现对滑坡体的变形和地下水渗流等问题的可视化观测与研究，对 深入研究水作用下滑坡体内部变形规律和致灾机制具有重要的促进作用。

CN201811313074公开了一种模拟海底滑坡的透明土变形可视化系统，该系统并未披露边 坡模型的具体制备制备过程，也不能用于研究降雨导致边坡滑坡的过程。

CN201911073830公开了一种基于透明土旋转水槽的海底滑坡演化过程模拟系统及实验 方法，针对水下的海底地层进行模拟研究，不适用于陆地边坡，更不能模拟降雨导致边坡滑 坡的过程。

CN202110371146公开了一种基于透明胶结土的边坡加载与观测试验方法及装置，其试验 模型采用一种透明土制备而成，模型成分和结构单一，不能模拟复杂地层。此外，常规的适 用于斜坡模型的透明土一般采用折射率相同的骨料、孔隙流体以及黏结剂制备而成，如 CN201710555610一种胶结透明土及其制备方法，黏结剂虽然能够提高粘聚力和强度，但是会 影响土体的渗透性，因此这种组分的透明土不适用于降雨入渗研究的滑坡模型的制备。此外， 雨水(以示踪剂标识后的孔隙流体模拟)渗入模型后，模型内部的孔隙流体也容易从斜坡流 出，导致模型的透明度降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于透明土的降雨滑坡可视化模型及其制备方 法，保证模型具有良好的透明度，同时增加斜坡表面防渗性和密封性，实现降雨入渗流体渗 流路径的可视化观测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于透明土的降雨滑坡可视化模型，包括 模型本体，所述模型本体的侧面设置有斜坡；

所述模型本体由骨料与孔隙流体混合而成；

所述模型本体的顶部设置有上部渗流面；

所述斜坡表面覆盖有黏结剂层。

进一步地，所述模型本体包括从下至上依次设置的第一透明土层、第二透明土层和第三 透明土层，所述第一透明土层和第三透明土层的骨料为熔融石英砂，第二透明土层的骨料为 熔融石英砂或无定形硅粉。

进一步地，所述黏结剂层由疏水性气相二氧化硅、熔融石英砂和孔隙流体混合制备而成。

进一步地，所述孔隙流体的成分为3#白油和15#白油。

基于透明土的降雨滑坡可视化模型的制备方法，包括