CN103854545B - 一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地质力学模型技术领域，公开一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法，是选取作为洞室内部的充填材料，并对洞室破坏形态保存块体的保护，具体步骤如下：（1）采用充填材料A，（2）然后向医用注射器充入石蜡水，当充填材料A或采用充填材料B充填体表面开裂，向充填材料A或采用充填材料B充填体表面撒一层橡胶颗粒，并轻轻抹平；最后，切割核心模型体；本发明采用的充填材料A或充填材料B均具有较高弹性，在切割时能够产生会恢复的较大变形而不致产生裂缝破坏；又具有起到对洞室已破坏的介质固化支撑作用，起到充填固化支撑强度的效果。
Description
技术领域
本发明属于地质力学模型技术领域，尤其涉及一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法。
背景技术
随着影像技术实现数字化以来，试验成果的保存向着影像化、数字化的方向发展。但是，由于保存的模型实体具有形象、直观、直接量测的优点，试验后的模型实体保存仍然具有重要意义。对于小型模型体，可以整体进行保存（如对于长×宽×高=0.4m×0.4m×0.2m的以下的小模型体），而对于试验模型体体积较大，就不适宜整体保存（如对于长×宽×高=1.0m×1.0m×0.4m的以上的大模型体），需对其进行切割，对其核心部位进行保存，该核心模型体包括试验洞室及其周围破坏形态等，见图1。
为了从大模型体中取出拟保存的核心部位，需按照核心部位的边界线，进行切割处理。在上述模型体切割过程中，由于洞室周围围岩已经破坏，洞室结构也失去了承载力，如果不对洞室及其围岩进行保护，在对模型体进行切割时，会损坏洞室已有的破坏形态，失去保存的价值，因此，在切割前需向洞室及其周围介质破坏区内回填充填物，对其进行保护。
目前常用的保护模型体内破坏洞室的方法有2种：
（1）向模型体内洞室灌注石膏浆法。这种方法的缺点是：a.石膏浆含水量大，灌注时会有大量的水渗入破坏洞室周围的介质内，这些水挥发干燥后会造成介质的收缩；此外，石膏浆干燥后也会收缩。这些收缩会对模型介质造成二次损伤破坏。b.石膏浆硬化后硬度较大，较脆，在切割模型体至硬化后的石膏体时，较易引起石膏体的开裂、断裂等，失去其保护洞室的作用。
（2）向洞室充填木屑。由于木屑易受潮发霉且易遭虫蛀，不易维护。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法，
其步骤如下：
1、选取作为洞室内部的充填材料，选取石蜡、橡胶粉混合物作为洞室内部的充填材料A，或选取石蜡、橡胶粉、石膏粉混合物作为洞室内部的充填材料B；
充填材料A重量配比为：
石蜡：橡胶粉=（1.0-1.2）:（0.8-0.9）；橡胶粉的作用是多孔隙弹性体，石蜡的作用是固化剂；
充填材料B重量配比为：
石蜡：橡胶粉：石膏粉=（1.0-1.2）:（0.8-0.9）:(0.1-0.2)；橡胶粉和石膏粉的作用是多孔隙弹性体，石蜡的作用是固化剂；
其中，石蜡为工业用固体石蜡，橡胶粉为20目以下，粒径为1.0mm左右的橡胶颗粒，石膏粉为常用的模具石膏粉；
上述充填材料A或充填材料B均具有较高弹性，在切割时能够产生会恢复的较大变形而不致产生裂缝破坏；又具有起到对洞室已破坏的介质固化支撑作用，起到充填固化支撑强度的效果；
2、对洞室破坏形态保存块体的保护，其具体步骤如下：
（1）采用充填材料A，将石蜡加热融化至邻近沸腾接近70度时，将热的石蜡水浇灌超载试验中已破坏形态的洞室，并充填橡胶粉颗粒，使固化后的橡胶粉能够对洞壁起到固定支撑作用；或采用充填材料B，将石蜡加热融化至邻近沸腾接近70度时，将热的石蜡水浇灌超载试验中已破坏形态的洞室，并充填橡胶粉颗粒与石膏粉的混合物，使固化后的橡胶粉与石膏粉的混合物，能够对洞壁起到固定支撑作用；
（2）然后向医用注射器充入石蜡水，向试验洞室外暴露出的破坏洞壁挤涂石蜡，挤涂的石蜡受凉硬化后，形成一层硬壳，对洞壁起支撑作用；此外，挤涂的石蜡也会渗入，顺着洞壁上的裂缝渗入周围模型材料内，固化洞壁附近裂缝，以避免切割模型体时，对试验洞室外裂缝造成损坏；
（3）当充填材料A或采用充填材料B充填体表面开裂，石蜡水还未固化时，向充填材料A或采用充填材料B充填体表面撒一层橡胶颗粒，并轻轻抹平；
（4）最后，在试验后模型体上切割核心模型体，沿着核心部位边界线将核心模型体切割出来；使平整的黑色橡胶充填体表面与灰色的模型体材料形成了鲜明的对比；
（5）将切割出来的核心模型体用夹具夹住，然后放置在储物架上保存起来。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法，采用的充填材料A或充填材料B均具有较高弹性，在切割时能够产生会恢复的较大变形而不致产生裂缝破坏；又具有起到对洞室已破坏的介质固化支撑作用，起到充填固化支撑强度的效果。
附图说明
图1是保存的核心模型体；
图2是洞室内回填填充物后的模型体；
图3是切割出来的核心模型体。
具体实施方式
结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施方式1
如图1、2、3所示，一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法，是经过多次试验得到的；采用充填材料A一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法，其步骤如下：
1）、选取作为洞室内部的充填材料5，选取石蜡、橡胶粉混合物作为洞室内部的充填材料A，
充填材料A重量配比为：
石蜡：橡胶粉=（1.0-1.2）:（0.8-0.9）；橡胶粉的作用是多孔隙弹性体，石蜡的作用是固化剂；
其中，石蜡为工业用固体石蜡，橡胶粉为20目以下，橡胶粉粒径为1.0mm左右的橡胶颗粒，石膏粉为常用的模具石膏粉；
充填材料A具有在切割时能够产生会恢复的较大变形而不致产生裂缝破坏的弹性，又具有起到对洞室已破坏的介质固化支撑作用，起到充填固化支撑强度的效果；
2）、对洞室破坏形态保存块体的保护，其具体步骤如下：
（1）采用充填材料A，将石蜡加热融化至邻近沸腾接近70度时，将热的石蜡水浇灌超载试验中已破坏形态的洞室3，并充填橡胶粉颗粒，使固化后的橡胶粉能够对洞壁起到固定支撑作用；
（2）然后向医用注射器充入石蜡水，向试验洞室4外暴露出的破坏洞壁挤涂石蜡，挤涂的石蜡受凉硬化后，形成一层硬壳，对洞壁起支撑作用；此外，挤涂的石蜡也会渗入，顺着洞壁上的裂缝渗入周围模型材料内，固化洞壁附近裂缝，以避免切割模型体时，对洞室外裂缝造成损坏；
（3）当充填材料A充填体表面开裂，石蜡水还未固化时，向充填材料A充填体表面撒一层橡胶颗粒，并轻轻抹平；
（4）最后，在试验后模型体1上切割核心模型体2，沿着核心部位边界线将核心模型体切割出来见图3；使平整的黑色橡胶充填体表面与灰色的模型体材料形成了鲜明的对比；
（5）将切割出来的核心模型体用夹具夹住，然后放置在储物架上保存起来。
实施方式2
充填材料5采用充填材料B的一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体保护方法，其步骤如下：
1）、选取石蜡、橡胶粉、石膏粉混合物作为洞室内部的充填材料B，充填材料B重量配比为：
石蜡：橡胶粉：石膏粉=（1.0-1.2）:（0.8-0.9）:(0.1-0.2)；橡胶粉和石膏粉的作用是多孔隙弹性体，石蜡的作用是固化剂；
其中，石蜡为工业用固体石蜡，橡胶粉为20目以下，橡胶粉粒径为1.0mm左右的橡胶颗粒，石膏粉为常用的模具石膏粉；
充填材料B具有在切割时能够产生会恢复的较大变形而不致产生裂缝破坏的弹性，又具有起到对洞室已破坏的介质固化支撑作用，起到充填固化支撑强度的效果；
2）、对洞室破坏形态保存块体的保护，其具体步骤如下：
（1）采用充填材料B，将石蜡加热融化至邻近沸腾接近70度时，将热的石蜡水浇灌超载试验中已破坏形态的洞室3，并充填橡胶粉颗粒与石膏粉的混合物，使固化后的橡胶粉与石膏粉的混合物，能够对洞壁起到固定支撑作用；
（2）然后向医用注射器充入石蜡水，向试验洞室4外暴露出的破坏洞壁挤涂石蜡，挤涂的石蜡受凉硬化后，形成一层硬壳，对洞壁起支撑作用；此外，挤涂的石蜡也会渗入，顺着洞壁上的裂缝渗入周围模型材料内，固化洞壁附近裂缝，以避免切割模型体时，对洞室外裂缝造成损坏；
（3）当采用充填材料B充填体表面开裂，石蜡水还未固化时，向充填材料B充填体表面撒一层橡胶颗粒，并轻轻抹平；
（4）最后，最后，在试验后模型体1上切割核心模型体2，沿着核心部位边界线将核心模型体切割出来见图3；使平整的黑色橡胶充填体表面与灰色的模型体材料形成了鲜明的对比见下图2；
（5）将切割出来的核心模型体2用夹具夹住，然后放置在储物架上保存起来。
Claims (1)
1.一种地质力学模型洞室破坏形态保存块体的保护方法，其特征是：其步骤如下：
1）、选取作为洞室内部的充填材料（5），选取石蜡、橡胶粉作为洞室内部的充填材料A，或选取石蜡、橡胶粉、石膏粉作为洞室内部的充填材料B；
充填材料A重量配比为：
石蜡：橡胶粉=（1.0-1.2）:（0.8-0.9）；橡胶粉的作用是多孔隙弹性体，石蜡的作用是固化剂；
充填材料B重量配比为：
石蜡：橡胶粉：石膏粉=（1.0-1.2）:（0.8-0.9）:(0.1-0.2)；橡胶粉和石膏粉的作用是多孔隙弹性体，石蜡的作用是固化剂；
其中，石蜡为工业用固体石蜡，橡胶粉为20目以下，粒径为1.0mm左右的橡胶颗粒，石膏粉为常用的模具石膏粉；
充填材料A或充填材料B均具有在切割时能够产生会恢复的较大变形而不致产生裂缝破坏的弹性，又具有起到对洞室已破坏的介质固化支撑作用，起到充填固化支撑强度的效果；
2）、对洞室破坏形态保存块体的保护，其具体步骤如下：
（1）采用充填材料A，将石蜡加热融化至融化时的沸腾接近70度时，将热的石蜡水浇灌超载试验中已破坏形态的洞室（3），并充填橡胶粉颗粒，使固化后的橡胶粉能够对洞壁起到固定支撑作用；
或采用充填材料B，将石蜡加热融化至融化时的沸腾接近70度时，将热的石蜡水浇灌超载试验中已破坏形态的洞室（3），并充填橡胶粉颗粒与石膏粉的混合物，使固化后的橡胶粉与石膏粉的混合物，能够对洞壁起到固定支撑作用；
（2）然后向医用注射器充入石蜡水，向实验洞室（4）外暴露出的破坏洞壁挤涂石蜡，挤涂的石蜡受凉硬化后，形成一层硬壳，对洞壁起支撑作用；此外，挤涂的石蜡也会渗入，顺着洞壁上的裂缝渗入周围模型材料内，固化洞壁附近裂缝，以避免切割模型体时，对实验洞室（4）外裂缝造成损坏；
（3）当采用充填材料A或采用充填材料B充填的充填体表面开裂石蜡水还未固化时，向充填材料A或采用充填材料B充填体表面撒一层橡胶颗粒，并轻轻抹平；
（4）最后，在试验后模型体（1）上切割核心模型体（2），沿着核心部位边界线将核心模型体切割出来；使平整的黑色橡胶充填体表面与灰色的模型体材料形成了鲜明的对比；
（5）将切割出来的核心模型体（2）用夹具夹住，然后放置在储物架上保存起来。
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