一种堰塞坝离心模型试验模拟方法与系统技术方案

一种堰塞坝离心模型试验模拟方法，在模型箱中用碎石与砂土混合材料模拟堰塞体，并将硝酸钾粉末随机布置在其中，将模型箱置于离心机吊篮，待离心加速度在设定值稳定后，向模型箱中注水，使硝酸钾粉末溶解，在堰塞体中形成不均匀分布的孔隙结构，模拟不均匀变形的产生；本发明专利技术还提供了一种堰塞坝离心模型试验模拟系统，本发明专利技术针对堰塞坝材料特性复杂、内部常存在不均匀分布的大孔隙结构、发生不均匀变形的特点，实现了在土工离心机中模拟堰塞坝的不均匀分布孔隙结构。

A simulation method and system for centrifugal model test of dam with weir plug

【技术实现步骤摘要】
一种堰塞坝离心模型试验模拟方法与系统
本专利技术属于堰塞坝模型试验
，特别涉及一种堰塞坝离心模型试验模拟方法与系统。
技术介绍
堰塞坝常常伴随着地质灾害而产生，在世界各地的山区都广泛分布。堰塞坝的存在给下游人民的生命财产安全造成了巨大的威胁，一旦处理不好便会造成毁灭性的灾难。堰塞坝主要由滑坡形成的“天然”堰塞体以及设计修建的“人工”防渗体两类结构组成，并且受到所处坝基和库岸边坡的显著影响。堰塞坝所处环境复杂多变，自身还有挡水泄洪等功能，因此经历频繁的应力变化过程、变形过程、破损过程和渗流过程等多过程的耦合作用，需合理考虑百米级的坝体、米级的防渗结构、厘米级的结构面乃至毫米级的裂缝等多个尺度的耦合响应。目前的堰塞坝应力变形和渗流特性及稳定性分析主要是按照土石坝的理论方法，但与常规土石坝不同，滑坡形成的堰塞坝材料特性复杂，堰塞坝复杂体系工作性态和安全性的演化是现有的分析理论方法难以合理考虑的，亟需深入研究堰塞坝多体多过程相互作用特性及长期工作性态演变机理。土工离心机通过在模型上施加与重力场等效的离心力场，可以使模型与原型的应力相同、变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堰塞坝离心模型试验模拟方法，其特征在于，在模型箱中用碎石与砂土混合材料模拟堰塞体，并将硝酸钾粉末随机布置在其中，将模型箱置于离心机吊篮，待离心加速度在设定值稳定后，向模型箱中注水，使硝酸钾粉末溶解，在堰塞体中形成不均匀分布的孔隙结构，模拟不均匀变形的产生。/n

【技术特征摘要】
1.一种堰塞坝离心模型试验模拟方法，其特征在于，在模型箱中用碎石与砂土混合材料模拟堰塞体，并将硝酸钾粉末随机布置在其中，将模型箱置于离心机吊篮，待离心加速度在设定值稳定后，向模型箱中注水，使硝酸钾粉末溶解，在堰塞体中形成不均匀分布的孔隙结构，模拟不均匀变形的产生。


2.根据权利要求1所述堰塞坝离心模型试验模拟方法，其特征在于，根据实际情况和土工离心机缩尺效应调整碎石与砂土的级配。


3.根据权利要求1所述堰塞坝离心模型试验模拟方法，其特征在于，所述硝酸钾粉末布置在堰塞体中拟形成孔隙的位置，控制硝酸钾粉末的密度，使其与堰塞体材料的强度相近，通过调整硝酸钾粉末的含量、布置位置和布置数量，从而控制堰塞体中孔隙的形状、位置和数量。


4.根据权利要求1所述堰塞坝离心模型试验模拟方法，其特征在于，所述模拟堰塞体中设置有由石膏混合料组成的模拟防渗结构，模拟防渗结构设置在沿模拟堰塞体宽度方向的中央位置，自上而下贯穿，所述石膏混合料由水、石膏、砂、碳酸钙混合形成，按照符合试验强度要求的配合比配置。


5.一种堰塞坝离心模型试验模拟系统，包括模型箱(1)，其特征在于，所述模型箱(1)中设置有一竖向的透水隔板(2)将箱内分为两个腔室，其中一个腔室的侧壁开有出水口，并在该腔室内布置有主要由碎石、砂土和硝酸钾粉末(8)构成的模拟堰塞体(3)，模拟堰塞体(3)的一端与透水隔板(2)接触，另一端与模型箱(1)的内侧壁一接触，在另一个腔室的侧壁开有进水口(4)和加压口(5)。


6.根据权利要求5所述堰塞坝离心模型试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艺颖，张嘎，孙伟，王爱霞，罗方悦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11