岩體模型試驗(model test of rock mass)為研究岩石力學問題，根據相似原理對岩體物理模型進行的試驗。被模擬的岩體稱為原型，用來模擬岩體的實驗體系稱為模型。
基本介紹
- 中文名：岩體模型試驗
- 外文名：model test of rock mass
- 學科：水利工程
- 領域：工程技術
簡介,研究的主要任務,基本原理,滿足條件,岩體模型材料內容,觀測方式,
簡介
岩體模型試驗(model test of rock mass)為研究岩石力學問題，根據相似原理對岩體物理模型進行的試驗。被模擬的岩體稱為原型，用來模擬岩體的實驗體系稱為模型。
研究的主要任務
研究的主要任務是：
①具有各種地質構造的複雜岩基和岩坡的應力、變形特性。及其對工程結構的影響；
②非均質非連續岩體的穩定性、破壞機理，以及合理的工程加固措施；
③地下洞室的圍岩應力。圍岩與襯砌的共同作用和破壞機理等。
基本原理
模型試驗的理論基礎是試驗模型與岩體應保持一定的相似關係。模型與原型除了幾何形狀相似外，同類物理量(如應力、應變、變位等)也必須按比例相似。
滿足條件
必須滿足以各種方程式表示的各種力學條件，這些方程式只有當幾何特性，有關物理常數、初始條件和邊界條件確定後才能解算。所以，要使模型與原型完全相似，模型的幾何特性、物理常數、初始條件和邊界條件都必須和原型相似，這樣就可以通過試驗測定模型的物理量，根據相似原理可導出原型與模型之間的相似關係式。在岩體靜力學問題中，為模擬原型的應力狀態，除要求模型與原型材模型材料與試驗技術。
岩體模型材料內容
岩體模型的相似材料分兩方面：
①模擬岩塊的相似材料；
②模擬地質構造面的相似材料，當自重可用集中荷載施加時，岩塊的相似材料可用石膏及石膏摻硅藻土。
對地質構造面的相似，可根據所要求模擬的不同力學指標，採用石膏、滑石粉、雲母粉、乳膠、定粉等，按不同的配比進行配製；也可用紙的互層等。 當不允許用集中力代替自重時，則岩塊的相似材料要用儘可能重的粉末(如重晶石粉或紅丹粉等)作為摻合料，使之滿足容重比例的要求。模擬各種不同岩體之間的結合，應當採用黏結材料。黏結材料的彈性模量與強度指標，應儘量與相鄰岩體之一相等或接近，以免導致形態的失真和影響到超載係數的數值。
岩體模型試驗中的變位量測。
觀測方式
一般是在模型周圍安裝觀測架，用千分表或電測千分表進行，也可用讀數顯微鏡、高精度的水準儀等觀測。此外，利用高速攝影能詳細記錄岩體的瞬間破壞過程。在量測應力時，在量測部位貼上應變片，用電阻應變儀量測應變，然後利用應變應力關係將應變值換算為應力值。為了提高精度，對樓型試驗室的溫度、濕度要進行控制。圍岩中的應力以及圍岩與支護結構的接觸應力等，可以用埋設應變片或微型應力盒測定。在主要的軟弱結構面兩側，還需裝置特殊的應變計，以測定軟弱結構面之間的相對滑移量。
