[发明专利]冻土路堤模型制作及冻土路堤模型热融滑坡试验装置和试验方法

摘要

本发明公开了一种可视化冻土路堤模型制作及冻土路堤模型热融滑坡试验装置和试验方法，透明冻土路堤模型制作采用含氟聚合物为配制透明冻土中的透明固体材料，所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝³～2.3g/㎝³；所述试验装置包括低温实验室，低温实验室内设有包括透明模型槽、透明冻土路堤模型等模拟路堤及自然环境的模拟装置、包括激光源、数码相机的记录观测装置和处理装置；本发明配制的透明土透明度高，与天然冻土土体性质的相似性好；试验装置易于实现，可重复性强；可用来模拟复杂的地质条件，有效地用于岩土工程中的模型试验。

主权项

一种冻土路堤模型制作方法，其特征是它包括以下步骤：⑴备料：首先根据试验要求制作模拟路堤模型的模具，再根据试验条件与模具尺寸大小计算确定含氟聚合物、颗粒冰及无色孔隙液体的用量；所述含氟聚合物为粒径0.25㎜～2.0㎜的颗粒，清洗杂质并烘干，其颗粒为不规则形状，为美国杜邦公司生产的Teflon AF 1600，折射率1.31，密度2.1g/㎝³～2.3g/㎝³；所述颗粒冰为将冻结好的整块冰捣碎，其粒径为0.1㎜～0.5㎜；所述无色孔隙液体为水；在步骤⑴中，所述的含氟聚合物颗粒0.25㎜≤粒径＜0.5㎜的为10﹪～50﹪，0.5㎜≤粒径＜1.0㎜的为10﹪～50﹪，1.0㎜≤粒径＜1.5㎜的为10﹪～50﹪，1.5㎜≤粒径≤2.0㎜的为10﹪～50﹪，以重量计，合计为100﹪；⑵混配：在－6.0℃～－8.0℃低温实验室内，先将含氟聚合物颗粒和颗粒冰均匀搅拌，分2～3次装入模具内制试样，并分层击实；再将水加入模具内，充填含氟聚合物颗粒和颗粒冰之间的空隙；⑶抽真空：利用抽真空装置抽除存留在试样内部的气泡，使试样达到充分饱和状态；⑷冻结：将模具装入－20℃低温箱冻结48小时后拆除模具，制得模拟饱和冻砂土路堤的透明冻土路堤模型，其物理特性为：密度1.53 g/㎝³～2.0g/㎝³，重度15kN/m³～20kN/m³，密实度20﹪～80﹪；力学特性为：内摩擦角30°～31°，弹性模量8MPa～61MPa，泊松比0.2～0.4。