地质力学模型试验

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地质力学模型试验是基于一定的相似原理对某一工程地质构造进行缩尺研究的一种物理模拟方法。

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地质力学模型试验简介

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地质力学模型试验又称地力学模型试验门或岩石力学模型试验。它的主要特点是:模型中应模拟山岩体中的断层破碎带及软弱带,有时还包括一些主要节理裂隙组,应能体现出岩体为非均匀等向、非弹性及非连续等这些岩石力学特征。同时,模型的几何尺寸、边界条件及作用荷载、模拟岩体的模型材料的容重、强度及变形特性等方面均须满足相似理论。
  近代由于生产建设及科学技术的发展越来越多的建筑物需要修建在具有复杂地质构造的岩基上或岩体内,如大坝、厂房、隧洞、地下电站、地下油库、矿井等等。这类建筑物的抗沿滑稳定性、基础变形对建筑物结构的影响、地下结构的围岩稳定和衬助压力、岩体高边坡的稳定问题等,都是地质力学模型试验的研究内容。而且,近年来随着试验量测技术的提高,地质力学模型试验中的一些研究课题,已由定性分析阶段进入定量分析阶段。
在模型中用材料的块体组合来模拟多裂隙介质岩体的设想是在1967年举行的第九届国际大坝会议及同年举行的国际岩石力学会议上提出的。其后在意大利的结构模型试验所成功地进行了多项研究拱坝坝肩稳定的小块体地质力学模型试队其巾还包括瑞士、智利、西班牙、日本等国家委托该试验所进行的拱坝坝肩稳定及破坏试验,在南斯拉夫的地质与基础工程学院进行的格兰卡尔沃拱坝的地质力学模型试验规模巨九试验也是十分成功的。
我国在七十年代中用期,有一些科研单位及高等院校亦开展了地质力学模型试验研究。例如:长江水利水电科学研究院于1978年提出了地质力学模型材料试验研究报告,并进行了葛洲坝二江泄水闸等工程的大块体平面地质力学模型试验及三维模型试验。清华大学水利系从1979年开始,除进行模型材料的研究外,还先后完成了国内某大型重力拱坝左坝肩三维小块体地质力学模型试验和该重力拱坝枢纽整体三维小块体地质力学模型试验,研究其坝肩岩体抗滑稳定性,其超载能力与破坏机理以及基础加固措施的实际效果。近些年,清华大学、武汉大学、四川大学、长江科学院等高校和科研院所,先后对国内许多大型水电、交通、能源和地下工程进行了地质力学模型试验,取得了大量的研究成果,地质力学模型试验取得的长足的发展。

地质力学模型试验分类

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地质力学模型试验根据它们的特点可分为下列各种类型:
  (1)按模型试验的性质划分:①平面或二维模型试验;②空间或三维模型试验
  (2)按模型模拟的详细程度划分:①大块体地质力学模型;②小块体地质力学模型
  (3)按模拟的地区或深度划分:①地表岩体模型;②深层岩体模型;
  (4)按模型的制作方式划分;①现浇式模型;②预制块体砌筑模型。
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科学 学科