[发明专利]一种地下溶洞模型制备方法

权利要求书

1.一种地下溶洞模型制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、通过现场勘察和地质资料，根据现场工程情况确定溶洞位置和形状；

步骤2、根据溶洞形状制作模具，将磁流变材料和导电线圈放入模具内，对导电线圈通电，产生磁场，使得磁流变材料固化成型，拆除模具，得到溶洞芯模；

步骤3、根据地质资料选择相似材料浇注地质模型，在浇注过程中将溶洞芯模预埋在地质模型内，在此过程中一直保持溶洞芯模内导电线圈通电；

步骤4、对溶洞芯模内导电线圈断电，磁场消失，磁流变材料恢复成流体，使得溶洞成型，即完成地下溶洞模型制备。

2.如权利要求1所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：步骤3中，所述地质模型的浇注方法如下：

步骤3.1、通过正交实验挑选和实际工况物理指标最接近的相似材料的用料比例；

步骤3.2、制作用于浇注地质模型的模型箱，在模型箱内底部浇注底层模拟低风化岩层，并根据现场工程溶洞位置将溶洞芯模安装在相应的位置；

步骤3.3、待底层模拟低风化岩层初凝后，在其上浇注中层模拟中风化岩层，并安装实验数据收集装置；

步骤3.4、在中层模拟中风化岩层初凝后，在其上浇注上层模拟高风化岩层，并将模拟桩基安放在实际工程中的对应位置；

步骤3.5、待全部模型初凝养护完毕，即完成步骤3中地质模型的制备。

3.如权利要求2所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：所述溶洞芯模在底层模拟低风化岩层初凝前安装，底层模拟低风化岩层初凝后起到对溶洞芯模固定定位作用。

4.如权利要求3所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：在步骤3.2中，溶洞芯模安装前，在溶洞芯模外部的导电线圈及导线上设置保护层，所述导电线圈为细丝线圈，步骤4中，导电线圈断电后，直接将导电线圈从地下溶洞模型内拉出来，流体态的磁流变材料也从导电线圈拉出孔中流出。

5.如权利要求4所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：所述保护层为液体保护层或者薄膜保护层。

6.如权利要求5所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：所述液体保护层为脱模剂，所述薄膜保护层为塑料膜或者橡胶膜。

7.如权利要求3所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：步骤3.3中，所述实验数据收集装置包括土压力盒和应变计，所述土压力盒和应变计在中层模拟中风化岩层初凝前通过外力安装在所需测量位置。

8.如权利要求3所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：步骤3.4中，所述模拟桩基在上层模拟高风化岩层初凝前通过外力安装在相应位置。

9.如权利要求3所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：在步骤3.3中浇注中层模拟中风化岩层时，通过调压器增大导电线圈两端电压，提高磁场强调，从而提高溶洞芯模的强度。

10.如权利要求3所述地下溶洞模型制备方法，其特征在于：步骤2中，所述溶洞芯模在降低导电线圈电压的情况下能通过绝缘手套重新塑形。