一种基于PMMA颗粒材料的结构-土相互作用可视化试验方法与流程

本发明涉及岩土工程可视化模型试验技术领域，特别涉及一种3d打印pmma球形微粉材料的实验方法。

背景技术：

透明土实验技术被提出用以避免传统的土工模型试验中介入式测量的不足，并通过可视化实验技术对透明土的内部渗流、变形及位移等参数进行无损和连续的测量，透明土的可视化实验技术采用可见光即可实现,因此其更为经济、直观且易于操作。

随着透明土技术的日趋成熟，越来越多的的学者进行结构-土相互作用的分析研究。然而，现在大多数研究还在简单的结构上，例如研究单桩沉入时，桩周土体位移的变化。对于群桩这种包含多个桩身结构，很少有学者用透明土实验技术研究其沉桩挤土效应，因为先前沉入的桩会对散斑场有遮挡影响，无法得出准确的试验结果。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于pmma颗粒材料的结构-土相互作用可视化试验方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种pmma颗粒材料的结构-土相互作用可视化试验方法，包括以下步骤：

1)根据试验要求选取pmma球形微粉。

2)混合正十二烷和苯甲基硅油，混合过程中用玻璃棒不断搅拌，直至混合充分，得到混合液。静置一段时间。

3)利用阿贝折射仪测定步骤2)所得混合液在试验温度下的折射率。微调正十二烷和苯甲基硅油的比例，直至混合溶液的折射率与pmma球形微粉的折射率一致，得到孔隙液体。其中，所述孔隙液体的比重大于pmma球形微粉的比重。

4)将pmma球形微粉均匀分散地倾倒入孔隙液体中，倾倒过程中利用玻璃棒不断搅拌，直至充分混合。倾倒过程中pmma球形微粉始终保持在孔隙液体液面以下。

5)将步骤4)所得混合物静置，直至透明度达到设计要求。

6)根据试验要求设计模型装置布设方式及试验工况。激光发射器发射激光在透明土中形成完整的激光散斑场。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

a.透明土制配方法操作简便，易于实现。制成的人工合成透明土透明效果良好，可有效用于岩土工程中的模型试验。

附图说明

图1为方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1，本实施例公开一种pmma颗粒材料的结构-土相互作用可视化试验方法，包括以下步骤：

1)根据试验要求选取pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)球形微粉。选用纯度较高的pmma球形微粉，球形微粉与普通pmma粉末相比，由于制作工艺的改善，表面划痕较少，与相同折射率的孔隙液体混合透明程度更高。pmma球形微粉的折射率为1.49。

2)混合正十二烷和苯甲基硅油，混合过程中用玻璃棒搅拌约20分钟，保证充分混合，得到混合液。因为苯甲基硅油粘度较大，搅拌时产生的气泡很久才能消失，所以搅拌完成后需静置一段时间待气泡完全散去，避免影响透明土的透明程度。两种液体都具有良好的化学稳定性和溶液选择性，挥发性小，无色透明，无污染和毒性，同时两种液体之间不发生化学反应，混合而成的溶液性能稳定，透视性好，折射率满足要求。

3)利用阿贝折射仪测定步骤2)所得混合液在试验温度下的折射率。微调正十二烷和苯甲基硅油的比例，直至混合溶液的折射率与pmma球形微粉的折射率一致，得到孔隙液体。其中，所述孔隙液体的比重大于pmma球形微粉的比重。

4)将pmma球形微粉均匀分散地倾倒入孔隙液体中，倾倒过程中利用玻璃棒不断搅拌，直至充分混合。

5)将步骤4)所得混合物静置，直至透明度达到设计要求。

6)根据试验要求设计模型装置布设方式及试验工况。激光发射器发射激光在透明土中形成完整的激光散斑场。利用工业相机拍摄散斑点平面，利用piv软件处理分析结构-土相互作用关系。

技术特征：

技术总结
发明提供一种基于PMMA颗粒材料的结构‑土相互作用可视化试验方法。该试验方法包括选取PMMA球形微粉配置孔隙液体、混配PMMA球形微粉与孔隙液体等步骤。透明土制配方法操作简便，易于实现。制成的人工合成透明土透明效果良好，可有效用于岩土工程中的模型试验。

技术研发人员：周航;袁井荣;刘汉龙;孔纲强;丁选明;白久林
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2018.11.06
技术公布日：2019.03.29