[发明专利]一种多溶洞地质模型制备方法

说明书

本发明公开了一种多溶洞地质模型制备方法，首先对待模拟地质模型信息提取；然后根据提取的地质模型信息准备相似模拟材料、模型箱、溶洞芯模和溶剂流通管；之后将溶洞芯模按照地质模型信息选取相应尺寸大小并摆放在相应位置，将相邻溶洞芯模之间用溶剂流通管串联，形成流通管路，并在流通管路首尾端预留延伸出模型箱的进出口，之后往模型箱内注入相似模拟材料进行浇注；固化后通过溶剂循环装置将可溶解溶洞芯模的溶剂注入流通管路，将溶洞芯模溶解带出，形成模拟溶洞空间；成多溶洞地质模型的制备。本发明可用于各种内部含孔洞的模型，孔洞与周围区域为一个整体，可以更好的模拟现实约束及受力情况。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种地质力学模型技术，具体涉及一种多溶洞地质模型制备方法，是一种地质模型试验形成内部空洞的方法，解决了地质模型实验中模型内部孔洞不易模拟的问题。

背景技术

我国岩溶地区面积辽阔，工程建设中经常会遇到岩溶地质条件，溶洞给工程的进展造成了很大的困扰。当在岩溶区进行工程建设时，溶洞上部地基的承载能力成为了影响工程质量的关键。对溶洞上部地基承载力研究是岩溶地质地基工程的热点课题。现阶段对岩溶地质进行的室内模型试验研究中，由于岩土体内溶洞隐蔽，不易成型等原因，岩溶地基模型试验多采用简单的梁板模拟，导致其模拟地质情况与实际的差别。因此，本发明提出一种新颖的岩溶地质模型试验溶洞成型方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决岩溶地质模型试验中模型内部孔洞不易模拟，难以保证成型质量的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多溶洞地质模型制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、待模拟地质模型信息提取，包括待模拟的地质材料信息和溶洞信息；

步骤2、材料准备，根据提取的地质模型信息准备相似模拟材料、模型箱、溶洞芯模和溶剂流通管，所述溶洞芯模为可溶性固体材料；

步骤3、所述模型箱为顶部开口模型箱，先将溶洞芯模按照地质模型信息选取相应尺寸大小并摆放在相应位置，将相邻溶洞芯模之间用溶剂流通管串联，形成流通管路，并在流通管路首尾端预留延伸出模型箱的进出口，之后往模型箱内注入相似模拟材料进行浇注；

步骤4、固化后通过溶剂循环装置将可溶解溶洞芯模的溶剂注入流通管路，流经溶洞芯模，将溶洞芯模溶解带出，形成模拟溶洞空间；

步骤5、待管路贯通循环后，拆掉水路循环装置，即完成多溶洞地质模型的制备。

进一步地，所述溶洞芯模采用淀粉基填充泡沫材料或者塑料泡沫材料制成，对应的溶剂为水或者有机溶剂。

进一步地，所述步骤3中，采用整体浇注法，具体如下：

将所有溶洞芯模摆放好，利用溶剂流通管串联，溶剂流通管同时也是溶洞芯模的支撑材料，然后一次性浇注成型；

进一步地，所述步骤3中，采用分层浇注法，先布置位于最底层内的溶洞芯模和连接溶洞芯模的溶剂流通管，浇注该层，之后布置第二层内的溶洞芯模和溶剂流通管，浇注第二层，如此循环，浇注至设计标高处，完成整个地质模型浇注。

进一步地，分层浇注时，对层间的接触面进行高频低幅振捣。

进一步地，所述溶剂循环装置包括溶剂池、正循环泵和反循环泵，所述正循环泵和反循环泵分别通过管道与流通管路两端的进出口相连。

进一步地，步骤4中将溶剂注入流通管路时，先通过正循环泵从流通管路一端注入，然后通过反循环泵从流通管路另一端注入，通过正循环泵和反循环泵均交替在流通管路两端注入溶剂，使得溶剂在流通管路内正反两个方向流动，加速溶解。

进一步地，所述步骤3中，连接溶洞芯模进出的溶剂流通管均为竖直方向设置。