可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济和科学技术的发展，交通和水利建设中穿越断层的海底隧道、过江隧道及岩溶地区的深埋大断面隧道和地下厂房洞室群也越来越常见，由于地质条件复杂多变，理论发展水平和现有监测技术有限，许多技术问题急需解决。地质力学模型试验作为探索岩土体在施工和运营期相应规律的强有力的手段，得到了很多专家的认可。通过模型试验来实现现场工况的真实模拟，得出结论可以指导现场施工的安全顺利进行。
[0003]目前已有很多科研单位对地质力学模型试验展开了相关研宄，但是有的仅采用一种相似材料进行单一底层条件下的模拟，有的进行多底层条件的模拟，也往往采用一种相似材料的不同配比进行实现。同种材料不同配比之间在颜色等视觉特征方面的区别十分渺小，不能满足可视化地质力学模型试验对不同地层区分的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于可视化地质力学模型试验的相似材料染色区分方法，该方法在不影响相似材料物理力学参数和水理参数的基础上，改变其颜色，实现视觉上直接观察不同地层的相似材料变形特征和破坏趋势。满足现代地质力学模型试验可视化性能的要求。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法，包括以下步骤:
[0007](I)、根据试验设计要求确定染色剂，染色剂为炭黑或铁红或铁绿，不同参数配比的相似材料选用不同的染色剂；
[0008](2)、将相应的染色剂加入相应的相似材料的固体材料中搅拌均勾，然后加入液体类材料搅拌均匀，固体材料和液体类材料均为模型试验中相似材料配制所需的原材料，每种染色剂占相应相似材料的质量的百分比为3% —10%，采用该质量百分比的染色剂，不会改变材料原始配比的力学参数，用于流固耦合模型试验时，无阻水或导水作用，不改变材料的水理参数；
[0009](3)、将步骤(2)中搅拌均匀后的相似材料与染色剂的混合物按照模型的要求送至模型架内进行模型体填筑；
[0010](4)、进行模型试验。
[0011]本发明的有益效果:本发明填补了传统地质力学模型试验可视化方面的缺陷，实现了地质力学模型试验中模拟不同地层相似材料的视觉区分和变形特征以及破坏趋势的直观对比观察，具有简单直观，对比明显，区分方便，易于实施的优点。采用质量百分比为3% —10%的染色剂，不会改变材料原始配比的力学参数，用于流固耦合模型试验时，无阻水或导水作用，不改变材料的水理参数；
【附图说明】
[0012]图1为方法实施流程图；
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图与某煤矿大型陷落柱突水地质力学模型试验对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所述，一种可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法，包括以下步骤:
[0015](I)、确定染色剂，模型试验中流-固耦合相似材料选用染色剂炭黑、铁红、铁绿；
[0016](2)、模拟煤岩的相似材料加入染色剂炭黑，炭黑占相似材料的质量百分比为5% ;模拟砂岩的相似材料加入染色剂铁红，铁红占相似材料的质量百分比为4%，模拟铝质泥岩的相似材料加入染色剂铁绿，铁绿占相似材料的质量百分比为8%。将染色剂和流-固耦合相似材料的固体原材料分别称取，并混合搅拌均匀，然后加入氯化石蜡、硅油和水液体材料再次搅拌均匀。
[0017](3)、将步骤(2)中搅拌均匀后的相似材料与染色剂的混合物按照模型实验的要求送至模型架内进行模型体填筑；
[0018](4)、进行模型试验。
[0019]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、根据试验设计要求确定染色剂，不同参数配比的相似材料选用不同的染色剂； (2)、将相应的染色剂加入相似材料中的固体材料中搅拌均匀，然后加入液体类材料搅拌均匀；每种染色剂占相应相似材料的质量百分比分别为3% -10% ; (3)、将步骤(2)中搅拌均匀后的相似材料与染色剂的混合物送至模型架内进行模型体填筑； (4)、进行模型试验。
2.如权利要求1所述一种可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法，其特征是，所述步骤(I)中用到的染色剂为炭黑或铁红或铁绿。
3.如权利要求1所述一种可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法，其特征是，所述步骤(2)中的固体材料和液体材料均为模型试验中相似材料配制所需的原材料。
【专利摘要】本发明公开了一种可视化地质力学模型试验相似材料染色区分方法，该方法具有简单直观，对比明显，区分方便，易于实施的优点。包括步骤：根据试验设计要求确定染色剂，不同参数配比的相似材料选用不同的染色剂；将相应的染色剂加入相似材料中的固体材料中搅拌均匀，然后加入液体类材料搅拌均匀；每种染色剂占相应相似材料的质量百分比分别为3％-10％；将搅拌均匀后的相似材料与染色剂的混合物按照试验要求送至模型架内进行模型体填筑；进行模型试验。
【IPC分类】G01N1-30
【公开号】CN104568552
【申请号】CN201410698333
【发明人】王康, 陈迪杨, 李术才, 李利平, 许振浩, 张乾青, 石少帅, 周宗青
【申请人】山东大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月26日