[发明专利]一种还原真实结构与材料特性的边坡模型制作方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，特别是涉及一种还原真实结构与材料特性的边坡模型制作方法。

背景技术

对于边坡的稳定性研究，其主要的研究对象是边坡主体与危险滑动体之间的危险滑动面，而实际情况下的危险滑动面又往往是不规则的空间曲面。

为了研究边坡的稳定性，需要在实验室内制作可供研究的边坡模型。目前，所制作的边坡模型往往是简化模型，边坡主体与危险滑动体之间的危险滑动面采用的是平面，边坡模型的制造材料也大多仅用水泥等代替，这种简化的边坡模型并不能很真实的反应边坡的实际特性，通过简化的边坡模型进行的稳定性研究试验，得到的试验数据往往是失真的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种还原真实结构与材料特性的边坡模型制作方法，其制作的边坡模型能够有效还原实际边坡的真实结构，尤其是危险滑动面具有的不规则的空间曲面也得到还原，同时边坡模型的制造材料也参照实际边坡进行材料特性还原，使在边坡模型稳定性研究试验中得到的试验数据更加贴近真实值。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种还原真实结构与材料特性的边坡模型制作方法，包括如下步骤：

步骤一：对实际边坡进行原位数据采集，原位数据包括实际边坡材料特性参数及危险滑动面形状参数；

步骤二：通过采集的原位数据中的危险滑动面形状参数制造边坡模型模具，边坡模型模具分为边坡主体模具和危险滑动体模具；

步骤三：通过采集的原位数据中的实际边坡材料特性参数配制边坡模型制造材料；

步骤四：将配制好的边坡模型制造材料分别浇注到边坡主体模具及危险滑动体模具中，直到边坡模型制造材料完全固化，边坡主体模具中固化形成边坡主体模型，危险滑动体模具中固化形成危险滑动体模型；

步骤五：将边坡主体模型从边坡主体模具取出，将危险滑动体模型从危险滑动体模具中取出，最终将两者组合在一起形成完整的边坡模型；

步骤六：将完整的边坡模型送入养护箱中进行养护，直到边坡模型的抗剪强度、抗压强度及弹性模量达到实际边坡水平。

所述边坡主体模具分为外箱体和内型芯体，所述外箱体为空心长方体结构，且外箱体采用可拆装式结构；所述内型芯体位于外箱体内，内型芯体与外箱体之间形成边坡主体浇注腔。

在所述外箱体和内型芯体之间的接触面上涂抹有润滑剂，通过润滑剂降低外箱体和内型芯体之间接触面的摩擦力。

所述危险滑动体模具分为下模体和顶盖，在所述下模体上设有危险滑动体型腔，所述顶盖位于危险滑动体浇注腔上方。

所述边坡主体模具及危险滑动体模具均采用3D打印方式制造。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，所制作的边坡模型能够有效还原实际边坡的真实结构，尤其是危险滑动面具有的不规则空间曲面也得到还原，同时边坡模型的制造材料也参照实际边坡进行材料特性还原，使在边坡模型稳定性研究试验中得到的试验数据更加贴近真实值。

附图说明

图1为边坡主体模具的结构示意图；

图2为浇注有边坡模型制造材料的边坡主体模具的结构示意图；

图3为危险滑动体模具的结构示意图；

图4为浇注有边坡模型制造材料的危险滑动体模具的结构示意图；

图5为由边坡主体模型及危险滑动体模型组成而成的边坡模型的结构示意图；

图中，1—外箱体，2—内型芯体，3—下模体，4—顶盖，5—边坡主体浇注腔，6—危险滑动体浇注腔，7—边坡主体模型，8—危险滑动体模型，9—危险滑动面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种还原真实结构与材料特性的边坡模型制作方法，包括如下步骤：

步骤一：对实际边坡进行原位数据采集，原位数据包括实际边坡材料特性参数及危险滑动面形状参数；

步骤二：通过采集的原位数据中的危险滑动面形状参数制造边坡模型模具，边坡模型模具分为边坡主体模具和危险滑动体模具，具体如图1、3所示；

步骤三：通过采集的原位数据中的实际边坡材料特性参数配制边坡模型制造材料；

步骤四：将配制好的边坡模型制造材料分别浇注到边坡主体模具及危险滑动体模具中，直到边坡模型制造材料完全固化，边坡主体模具中固化形成边坡主体模型7，危险滑动体模具中固化形成危险滑动体模型8，具体如图2、4所示；本实施例中，边坡模型制造材料从浇注到固化需要进行24小时；