本发明专利技术属于地质力学模型制备技术领域，具体涉及三段式滑坡物理模型及其制备方法，包括模拟基岩和滑体的主体部分即第Ⅳ部分，主体部分内依次包括第Ⅰ部分、第Ⅱ部分和第Ⅲ部分，第Ⅰ部分为有垂直的拉裂段，第Ⅱ部分为弧线形状的锁固段，第Ⅲ部分为蠕滑段，蠕滑段倾角为0‑8°，较高的一端通过锁固段与拉裂段下端连接，较低一端延伸至主体部分的侧壁，所述的侧壁上有斜坡，主体部分为五边形块体。各部分由水泥、石膏粉、石英砂、水按照不同比例配置制成。本发明专利技术提供的三段式滑坡物理模型，与野外斜坡结构高度吻合，能有力保障“蠕滑—拉裂—剪断”变形破坏过程的再现，模型的制备方法操作方便，取材易行，用料经济节约。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于地质力学模型制备
，具体涉及，包括模拟基岩和滑体的主体部分即第Ⅳ部分，主体部分内依次包括第Ⅰ部分、第Ⅱ部分和第Ⅲ部分，第Ⅰ部分为有垂直的拉裂段，第Ⅱ部分为弧线形状的锁固段，第Ⅲ部分为蠕滑段，蠕滑段倾角为0?8°，较高的一端通过锁固段与拉裂段下端连接，较低一端延伸至主体部分的侧壁，所述的侧壁上有斜坡，主体部分为五边形块体。各部分由水泥、石膏粉、石英砂、水按照不同比例配置制成。本专利技术提供的三段式滑坡物理模型，与野外斜坡结构高度吻合，能有力保障“蠕滑—拉裂—剪断”变形破坏过程的再现，模型的制备方法操作方便，取材易行，用料经济节约。【专利说明】
本专利技术属于地质力学模型制备
，具体涉及三段式滑坡物理模型及其制备 方法。
技术介绍
"三段式"滑坡是在自重作用下，经历"前缘蠕滑"、"后缘拉裂"两阶段的发展演化 后，在结构面中部形成"锁固段"，并最终剪断破坏形成的典型灾难性滑坡，因锁固段应力长 期积累下形成的突发脆性破坏而常常表现为高速远程滑移，由此带来惨痛的人员伤亡和重 大的经济损失。坡体主体由相对均质的脆性岩体或半成岩(土)体构成，但坡脚发育近水平 或缓倾坡外的结构面或夹有相对较薄的缓倾坡外的软弱夹层。此类滑坡稳定性主要受控于 锁固段，探明锁固段破坏机制对其防灾减灾意义重大。 "三段式"滑坡的研究概况是：以野外实地调查和宏观地质描述下的地质分析为基 础，主要从数值模拟角度分析和揭示此类滑坡的变形机制。野外地质调查往往是根据灾后 地貌特征、堆积物结构特征等对边坡失稳过程进行推断和分析，属于粗放的、非精细化的研 究；而数值模拟虽是定量分析，但其以诸多假设为前提条件，难以精准模拟野外斜坡失稳。 显然，若要从细观和微观角度揭示"三段式"滑坡变形机理，尤其是"锁固段"破坏机制，物理 模拟实验有极强的优越性。 目前针对锁固段型滑坡的物理实验研究多以岩桥直剪实验为主，较少涉及更为精 细的实验室物理模拟。专利号201310121643.7公开的一种高速滑坡启程机理试验装置可实 现锁固段大小、位置、材料等的制作，进行锁固段破坏机理研究，但只能模拟直线型滑面斜 坡失稳，滑面结构具有显著局限性。若能实现复杂滑面结构的室内物理模拟，动态再现斜坡 变形失稳全过程，必将有力推动"三段式"滑坡锁固段破坏机制研究。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种"三段式"滑坡模型及其简便易行的制作方 法。基于该模型，将能够完成"三段式"滑坡"蠕滑一拉裂一剪断"全过程物理模拟实验研究， 通过一系列监测仪器，实现模型变形一破坏过程中动态信息的捕捉，以期深刻揭示"三段 式"滑坡锁固段破坏机制。 三段式滑坡物理模型，包括模拟基岩和滑体的主体部分即第IV部分，主体部分内 依次包括第I部分、第π部分和第m部分，第I部分为有垂直的拉裂段，第π部分为弧线形状 的锁固段，第m部分为蠕滑段，蠕滑段倾角为〇-8°，较高的一端通过锁固段与拉裂段下端连 接，较低一端延伸至主体部分的侧壁，所述的侧壁上有斜坡，主体部分为五边形块体，高、宽 分别为L，厚W，斜坡的坡角70°。 三段式滑坡物理模型的制备方法，包括以下过程： (1)制作三段式滑坡物理模型的矩形木质模具 (2)三段式滑坡物理模型各部分材料按照以下原料按照重量比配比： 第I部分，水泥:石膏粉:石英砂:水为0.4:1:3:0.7~0.9; 第Π 部分，水泥:石膏粉:石英砂:水为0.7:1:3:0.7~0.9; 第m部分，水泥:石膏粉:石英砂:水为0.5:1:3:0.7~0.9; 第IV部分，水泥:石膏粉:石英砂:水为1:1:3:0.7~0.9; 所述的水泥为普通硅酸盐水泥，型号为P · 0 42.5;所述的石英砂为60目； 完成第I部分、第Π 部分、第IV部分各部分材料制作，完成第I部分、第Π 部分、第IV 部分材料装填工作，第m部分用第I部分材料填充占位，在振动棒作用下充分振动密实，用 刮刀剔除浮浆，用水平尺校正上端面； (3)试样成型后养护48h拆模，各部分材料的养护时间：第I部分、第Π 部分、第IV部 分在温度20°C、湿度65%的条件下养护15-18天，第IV部分切边成坡，顶部开缝制作第ΙΠ 部 分，配制第m部分材料，完成第m部分材料换填，第m部分材料在温度2〇°c、湿度65 %的条 件下养护6小时。 本专利技术提供的三段式滑坡物理模型，与野外斜坡结构高度吻合，能有力保障"蠕 滑一拉裂一剪断"变形破坏过程的再现，具有真实可靠、简单易行的特点。模型的制备方法 操作方便，取材易行，用料经济节约。【附图说明】 图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术的木质模具结构示意图； 图3为本专利技术的模型切割及换填操作示意图。 具体实施例 下面结合实施例和对比例，对本专利技术的【具体实施方式】进行阐明。实施例如图1所示，三段式滑坡物理模型，包括模拟基岩和滑体的主体部分即第IV部分， 主体部分内依次包括第I部分、第Π 部分和第m部分，第I部分为有垂直的拉裂段，第π部分 为弧线形状的锁固段，第m部分为蠕滑段，蠕滑段倾角为〇-8°，较高的一端通过锁固段与拉 裂段下端连接，较低一端延伸至主体部分的侧壁，所述的侧壁上有斜坡，主体部分为五边形 块体高、宽分别为L，厚w，斜坡的坡角70°。 具体的： 第IV部分为主体部分，强度最高，模拟基岩和滑体。 第m部分为蠕滑段，强度最低，为整个模型中的软弱基座。此段左侧起点距模型底 面0.27L，长为0.47L，宽0.03L，厚W，缓倾坡外，倾角为0-8°。 第I部分为拉裂段，强度低于第Π 部分、第IV部分，长0.37L，宽0.03L，厚W。此段垂 向布置，倾角为90°，距离右侧边界0.43L。 第Π 部分为锁固段，其强度仅次于第IV部分，是蠕滑、拉裂变形后的坡体稳定性控 制段。该段厚W，宽0.03L，弧线连接蠕滑段右端点和拉裂段下端点。 第I部分、第Π 部分、第m部分强度均低于第IV部分，联合构成本次试验模型的结 构面。 三段式滑坡物理模型的制备方法，包括以下过程： (1)制作三段式滑坡物理模型的矩形木质模具，如图2所示，木质模具为矩形槽状 模具，内部尺寸长宽分别U深W，L = 30cm，W=5cm，无盖。 (2)三段式滑坡物理模型各部分材料按照以下原料按照重量比配比：表1实施例三段式滑坡物理模型各部分材料配比L〇〇35」所还的水泥为晋通硅酸盐水泥，型兮为P · 0 42.5。 所述的石膏粉普通建筑用石膏粉。 所述的石英砂为普通石英砂，型号为60目。木质模具内，在结构面对应的位置用硬纸板填充占位，倒入搅拌均匀的第IV部分 专配混合料，在振动棒作用下充分振动密实。 (3)取出硬纸板，用相对应的专配混合料对结构面各段进行填充，此时第m部分用 第I部分材料填充占位。模型各部分填充密实之后，用刮刀剔除浮浆，用水平尺校正上端面。 (4)试样成型后养护48h拆模，在温度20°C，湿度65%的条件下养护风干。各部分材 料的养护时间:第I部分、第Π 部分、第IV部分在温度20°C、湿度65 %的条件下养护15-18天。 (5)养护后，如图3所示，切除左上角部分，切除部分为一个直角边长分别为6cm、 24cm的直角三角形块体;然后在与拉裂段对应的坡面顶部位置开设一条宽约1本文档来自技高网...
【技术保护点】
三段式滑坡物理模型，其特征在于：包括模拟基岩和滑体的主体部分即第Ⅳ部分，主体部分内依次包括第Ⅰ部分、第Ⅱ部分和第Ⅲ部分，第Ⅰ部分为有垂直的拉裂段，第Ⅱ部分为弧线形状的锁固段，第Ⅲ部分为蠕滑段，蠕滑段倾角为0‑8°，较高的一端通过锁固段与拉裂段下端连接，较低一端延伸至主体部分的侧壁，所述的侧壁上有斜坡，主体部分为五边形块体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国庆，唐鹏，蒋万增，黄润秋，冉耀，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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