本发明涉及隧道模型试验，具体而言，涉及一种用于模型试验的散体隧道融模开挖方法。
背景技术：
1、交通隧道等基础设施的需求不断增加。隧道由于修建于地下，因地质作用和人为工程活动可能引起一系列工程地质灾害，如突水突泥、围岩坍塌、地面塌陷等，造成巨大人员伤亡和财产损失。目前，国内外在隧道理论方面的研究已经趋于成熟，但是真正结合现场实际隧道情况来看，仍然存在许多实际问题，所以单纯的理论研究存在一定不足。
2、隧道模型试验是研究隧道科学的一个重要手段。模型试验具有还原度高、测量精度高、可操作性强等优点而被广泛用于研究城市深埋地铁隧道在外部荷载作用下变形的时空演化规律。然而，模型试验过程中如何形成目标形状和尺寸的隧道一直是困扰实验人员的难题，尤其对于冰碛土、碎石土、粗粒土等散体介质的隧道，普通的开挖方法很容易造成围岩扰动进而造成隧道塌方，因此开发一种操作简单、技术可靠、效果良好的适用于地质力学模型试验的散体隧道开挖方法具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明提供了一种用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，以优化现有技术中的散体隧道融模开挖方法。
2、为了解决上述问题，本发明提供了一种用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，包括：计算出所需的石蜡的质量；将石蜡融化，并将融化后的石蜡倒入隧道模具中，并在融化后的石蜡中布设加热电阻丝；拆除隧道模具，将凝固后的石蜡取出；计算出所需的围岩材料的质量，并根据围岩材料制备出围岩；将凝固后的石蜡放置在围岩内的指定位置；利用加热电阻丝将凝固后的石蜡融化，并监测和记录围岩的变形破坏情况。
3、进一步地，在融化后的石蜡中布设加热电阻丝包括：
4、加热电阻丝为多个，相邻两个加热电阻丝之间的距离为10-20cm。
5、进一步地，根据围岩材料制备出围岩包括：
6、围岩包括普通岩层和散体岩层；
7、将围岩材料混合成的普通岩层、散体岩层搅拌均匀，并倒入模型箱；
8、将普通岩层、散体岩层锤击至设计密实度。
9、进一步地，将普通岩层、散体岩层锤击包括：
10、利用夯锤每次锤击的厚度为5-10cm。
11、进一步地，监测和记录围岩的变形破坏情况包括：
12、在加热电阻丝融化石蜡的过程中，通过传感器组件测量并记录围岩的位移和应变指标。
13、进一步地，传感器组件包括土压力盒、加速度计、光栅应变计和位移计，土压力盒用于测量围岩的内应力；加速度计用于测量围岩的加速度；光栅应变计用于测量围岩表面的应变；位移计用于测量围岩的位移。
14、进一步地，将石蜡融化包括：
15、将石蜡放置在加热锅中，利用电磁炉将石蜡完全融化。
16、进一步地，计算出所需的石蜡的质量包括：
17、根据隧道的空间体积和石蜡密度，计算出所需的石蜡的质量，并按照所需的石蜡质量的1.3倍称取。
18、进一步地，计算出所需的围岩材料的质量包括：
19、根据隧道的围岩尺寸和密度，计算出所需的围岩材料的质量。
20、进一步地，隧道模具包括第一模具和第二模具，第一模具和第二模具通过紧固件连接，第一模具和第二模具连接后形成容纳腔，容纳腔用于容纳融化后的石蜡。
21、应用本发明的技术方案，提供了一种用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，包括：计算出所需的石蜡的质量；将石蜡融化，并将融化后的石蜡倒入隧道模具中，并在融化后的石蜡中布设加热电阻丝；拆除隧道模具，将凝固后的石蜡取出；计算出所需的围岩材料的质量，并根据围岩材料制备出围岩；将凝固后的石蜡放置在围岩内的指定位置；利用加热电阻丝将凝固后的石蜡融化，并监测和记录围岩的变形破坏情况。采用该方案，通过将预制和隧道相同形状的石蜡替代开挖体，且在石蜡中预先埋入加热电阻丝；试验过程中将石蜡埋入隧道相应的位置；当需要进行隧道开挖时，给加热电阻丝通电使石蜡融化完成隧道开挖。本方案的散体隧道融模开挖方法，可以对现有的机械开挖方法进行优化，从而达到了提高模型试验精度和成功率的目的。
1.一种用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，在融化后的所述石蜡(10)中布设加热电阻丝(40)包括：
3.根据权利要求1所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，根据所述围岩材料制备出所述围岩(30)包括：
4.根据权利要求3所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，将所述普通岩层、所述散体岩层锤击包括：
5.根据权利要求1所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，监测和记录所述围岩(30)的变形破坏情况包括：
6.根据权利要求5所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，所述传感器组件包括土压力盒、加速度计、光栅应变计和位移计，所述土压力盒用于测量所述围岩(30)的内应力；所述加速度计用于测量所述围岩(30)的加速度；所述光栅应变计用于测量所述围岩(30)表面的应变；所述位移计用于测量所述围岩(30)的位移。
7.根据权利要求1所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，将所述石蜡(10)融化包括：
8.根据权利要求1所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，计算出所需的石蜡(10)的质量包括：
9.根据权利要求1所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，计算出所需的围岩材料的质量包括：
10.根据权利要求1所述的用于模型试验的散体隧道融模开挖方法，其特征在于，所述隧道模具(20)包括第一模具(21)和第二模具(22)，所述第一模具(21)和所述第二模具(22)通过紧固件连接，所述第一模具(21)和所述第二模具(22)连接后形成容纳腔，所述容纳腔用于容纳融化后的所述石蜡(10)。