一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于地質力學模型【技術領域】，公開一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法，是選取作為洞室內部的充填材料，并對洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護，具體步驟如下：（1）采用充填材料A，（2）然后向醫(yī)用注射器充入石蠟水，當充填材料A或采用充填材料B充填體表面開裂，向充填材料A或采用充填材料B充填體表面撒一層橡膠顆粒，并輕輕抹平；最后，切割核心模型體；本發(fā)明采用的充填材料A或充填材料B均具有較高彈性，在切割時能夠產生會恢復的較大變形而不致產生裂縫破壞；又具有起到對洞室已破壞的介質固化支撐作用，起到充填固化支撐強度的效果。
【專利說明】一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法
[0001]【技術領域】
本發(fā)明屬于地質力學模型【技術領域】，尤其涉及一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法。
【背景技術】
[0002]隨著影像技術實現數字化以來，試驗成果的保存向著影像化、數字化的方向發(fā)展。但是，由于保存的模型實體具有形象、直觀、直接量測的優(yōu)點，試驗后的模型實體保存仍然具有重要意義。對于小型模型體，可以整體進行保存(如對于長X寬X高=0.4mX0.4mX0.2m的以下的小模型體)，而對于試驗模型體體積較大，就不適宜整體保存(如對于長X寬X高=1.0mX 1.0mX0.4m的以上的大模型體)，需對其進行切割，對其核心部位進行保存，該核心模型體包括試驗洞室及其周圍破壞形態(tài)等，見圖1。
[0003]為了從大模型體中取出擬保存的核心部位，需按照核心部位的邊界線，進行切割處理。在上述模型體切割過程中，由于洞室周圍圍巖已經破壞，洞室結構也失去了承載力，如果不對洞室及其圍巖進行保護，在對模型體進行切割時，會損壞洞室已有的破壞形態(tài)，失去保存的價值，因此，在切割前需向洞室及其周圍介質破壞區(qū)內回填充填物，對其進行保護。
[0004]目前常用的保護模型體內破壞洞室的方法有2種:
(I)向模型體內洞室灌注石膏漿法。這種方法的缺點是:a.石膏漿含水量大，灌注時會有大量的水滲入破壞洞室周圍的介質內，這些水揮發(fā)干燥后會造成介質的收縮；此外，石膏漿干燥后也會收縮。這些收縮會對模型介質造成二次損傷破壞。b.石膏漿硬化后硬度較大，較脆，在切割模型體至硬化后的石膏體時，較易引起石膏體的開裂、斷裂等，失去其保護洞室的作用。
[0005](2)向洞室充填木屑。由于木屑易受潮發(fā)霉且易遭蟲蛀，不易維護。

【發(fā)明內容】

[0006]為克服現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法。
[0007]為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法，
其步驟如下:
1、選取作為洞室內部的充填材料，選取石蠟、橡膠粉混合物作為洞室內部的充填材料A，或選取石蠟、橡膠粉、石膏粉混合物作為洞室內部的充填材料B ;
充填材料A重量配比為:
石蠟:橡膠粉=(1.0-1.2): (0.8-0.9)；橡膠粉的作用是多孔隙彈性體，石蠟的作用是固化劑；
充填材料B重量配比為: 石蠟:橡膠粉:石膏粉=(1.0-1.2): (0.8-0.9): (0.1-0.2);橡膠粉和石膏粉的作用是多孔隙彈性體，石蠟的作用是固化劑；
其中，石蠟為工業(yè)用固體石蠟，橡膠粉為20目以下，粒徑為1.0mm左右的橡膠顆粒，石膏粉為常用的模具石膏粉；
上述充填材料A或充填材料B均具有較高彈性，在切割時能夠產生會恢復的較大變形而不致產生裂縫破壞；又具有起到對洞室已破壞的介質固化支撐作用，起到充填固化支撐強度的效果；
2、對洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護，其具體步驟如下:
(1)采用充填材料A，將石蠟加熱融化至鄰近沸騰接近70度時，將熱的石蠟水澆灌超載試驗中已破壞形態(tài)的洞室，并充填橡膠粉顆粒，使固化后的橡膠粉能夠對洞壁起到固定支撐作用；或采用充填材料B，將石蠟加熱融化至鄰近沸騰接近70度時，將熱的石蠟水澆灌超載試驗中已破壞形態(tài)的洞室，并充填橡膠粉顆粒與石膏粉的混合物，使固化后的橡膠粉與石膏粉的混合物，能夠對洞壁起到固定支撐作用；
(2)然后向醫(yī)用注射器充入石蠟水，向試驗洞室外暴露出的破壞洞壁擠涂石蠟，擠涂的石蠟受涼硬化后，形成一層硬殼，對洞壁起支撐作用；此外，擠涂的石蠟也會滲入，順著洞壁上的裂縫滲入周圍模型材料內，固化洞壁附近裂縫，以避免切割模型體時，對試驗洞室外裂縫造成損壞；
(3)當充填材料A或采用充填材料B充填體表面開裂，石蠟水還未固化時，向充填材料A或采用充填材料B充填體表面撒一層橡膠顆粒，并輕輕抹平；
(4)最后，在試驗后模型體上切割核心模型體，沿著核心部位邊界線將核心模型體切割出來；使平整的黑色橡膠充填體表面與灰色的模型體材料形成了鮮明的對比；
(5)將切割出來的核心模型體用夾具夾住，然后放置在儲物架上保存起來。
[0008]由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性:
一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法，采用的充填材料A或充填材料B均具有較高彈性，在切割時能夠產生會恢復的較大變形而不致產生裂縫破壞；又具有起到對洞室已破壞的介質固化支撐作用，起到充填固化支撐強度的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是保存的核心模型體；
圖2是洞室內回填填充物后的模型體；
圖3是切割出來的核心模型體。
【具體實施方式】
[0010]結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0011]實施方式I
如圖1、2、3所示，一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法，是經過多次試驗得到的；采用充填材料A—種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法，其步驟如下:
I)、選取作為洞室內部的充填材料5，選取石蠟、橡膠粉混合物作為洞室內部的充填材料A，
充填材料A重量配比為:
石蠟:橡膠粉=(1.0-1.2): (0.8-0.9)；橡膠粉的作用是多孔隙彈性體，石蠟的作用是固化劑；
其中，石蠟為工業(yè)用固體石蠟，橡膠粉為20目以下，橡膠粉粒徑為1.0mm左右的橡膠顆粒，石膏粉為常用的模具石膏粉；
充填材料A具有在切割時能夠產生會恢復的較大變形而不致產生裂縫破壞的彈性，又具有起到對洞室已破壞的介質固化支撐作用，起到充填固化支撐強度的效果；
2)、對洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護，其具體步驟如下:
(1)采用充填材料A，將石蠟加熱融化至鄰近沸騰接近70度時，將熱的石蠟水澆灌超載試驗中已破壞形態(tài)的洞室3，并充填橡膠粉顆粒，使固化后的橡膠粉能夠對洞壁起到固定支撐作用；
(2)然后向醫(yī)用注射器充入石蠟水，向試驗洞室4外暴露出的破壞洞壁擠涂石蠟，擠涂的石蠟受涼硬化后，形成一層硬殼，對洞壁起支撐作用；此外，擠涂的石蠟也會滲入，順著洞壁上的裂縫滲入周圍模型材料內，固化洞壁附近裂縫，以避免切割模型體時，對洞室外裂縫造成損壞；
(3)當充填材料A充填體表面開裂，石蠟水還未固化時，向充填材料A充填體表面撒一層橡膠顆粒，并輕輕抹平；
(4)最后，在試驗后模型體I上切割核心模型體2，沿著核心部位邊界線將核心模型體切割出來見圖3 ;使平整的黑色橡膠充填體表面與灰色的模型體材料形成了鮮明的對比；
(5)將切割出來的核心模型體用夾具夾住，然后放置在儲物架上保存起來。
[0012] 實施方式2
充填材料5采用充填材料B的一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體保護方法，其步驟如下:
1)、選取石蠟、橡膠粉、石膏粉混合物作為洞室內部的充填材料B，充填材料B重量配比
為:
石蠟:橡膠粉:石膏粉=(1.0-1.2): (0.8-0.9): (0.1-0.2);橡膠粉和石膏粉的作用是多孔隙彈性體，石蠟的作用是固化劑；
其中，石蠟為工業(yè)用固體石蠟，橡膠粉為20目以下，橡膠粉粒徑為1.0mm左右的橡膠顆粒，石膏粉為常用的模具石膏粉；
充填材料B具有在切割時能夠產生會恢復的較大變形而不致產生裂縫破壞的彈性，又具有起到對洞室已破壞的介質固化支撐作用，起到充填固化支撐強度的效果；
2)、對洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護，其具體步驟如下:
(1)采用充填材料B，將石蠟加熱融化至鄰近沸騰接近70度時，將熱的石蠟水澆灌超載試驗中已破壞形態(tài)的洞室3，并充填橡膠粉顆粒與石膏粉的混合物，使固化后的橡膠粉與石膏粉的混合物，能夠對洞壁起到固定支撐作用；
(2)然后向醫(yī)用注射器充入石蠟水，向試驗洞室4外暴露出的破壞洞壁擠涂石蠟，擠涂的石蠟受涼硬化后，形成一層硬殼，對洞壁起支撐作用；此外，擠涂的石蠟也會滲入，順著洞壁上的裂縫滲入周圍模型材料內，固化洞壁附近裂縫，以避免切割模型體時，對洞室外裂縫造成損壞；
(3)當采用充填材料B充填體表面開裂，石蠟水還未固化時，向充填材料B充填體表面撒一層橡膠顆粒，并輕輕抹平；
(4)最后，最后，在試驗后模型體I上切割核心模型體2，沿著核心部位邊界線將核心模型體切割出來見圖3 ;使平整的黑色橡膠充填體表面與灰色的模型體材料形成了鮮明的對比見下圖2 ；
(5)將切割出來的核心模型體2用夾具夾住，然后放置在儲物架上保存起來。
【權利要求】
1.一種地質力學模型洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護方法，其特征是:其步驟如下: 1)、選取作為洞室內部的充填材料(5)，選取石蠟、橡膠粉混合物作為洞室內部的充填材料A，或選取石蠟、橡膠粉、石膏粉混合物作為洞室內部的充填材料B ； 充填材料A重量配比為: 石蠟:橡膠粉=(1.0-1.2): (0.8-0.9)；橡膠粉的作用是多孔隙彈性體，石蠟的作用是固化劑； 充填材料B重量配比為: 石蠟:橡膠粉:石膏粉=(1.0-1.2): (0.8-0.9): (0.1-0.2);橡膠粉和石膏粉的作用是多孔隙彈性體，石蠟的作用是固化劑； 其中，石蠟為工業(yè)用固體石蠟，橡膠粉為20目以下，粒徑為1.0mm左右的橡膠顆粒，石膏粉為常用的模具石膏粉； 充填材料A或充填材料B均具有在切割時能夠產生會恢復的較大變形而不致產生裂縫破壞的彈性，又具有起到對洞室已破壞的介質固化支撐作用，起到充填固化支撐強度的效果; 2)、對洞室破壞形態(tài)保存塊體的保護，其具體步驟如下: (1)采用充填材料A，將石蠟加熱融化至鄰近沸騰接近70度時，將熱的石蠟水澆灌超載試驗中已破壞形態(tài)的洞室(3)，并充填橡膠粉顆粒，使固化后的橡膠粉能夠對洞壁起到固定支撐作用；或采用充填材料B，將石蠟加熱融化至鄰近沸騰接近70度時，將熱的石蠟水澆灌超載試驗中已破壞形態(tài)的洞室(3)，并充填橡膠粉顆粒與石膏粉的混合物，使固化后的橡膠粉與石膏粉的混合物，能夠對洞壁起到固定支撐作用； (2)然后向醫(yī)用注射器充入石蠟水，向實驗洞室(4)外暴露出的破壞洞壁擠涂石蠟，擠涂的石蠟受涼硬化后，形成一層硬殼，對洞壁起支撐作用；此外，擠涂的石蠟也會滲入，順著洞壁上的裂縫滲入周圍模型材料內，固化洞壁附近裂縫，以避免切割模型體時，對實驗洞室(4)外裂縫造成損壞； (3)當充填材料A或采用充填材料B充填體表面開裂，石蠟水還未固化時，向充填材料A或采用充填材料B充填體表面撒一層橡膠顆粒，并輕輕抹平； (4)最后，在試驗后模型體(I)上切割核心模型體(2)，沿著核心部位邊界線將核心模型體切割出來；使平整的黑色橡膠充填體表面與灰色的模型體材料形成了鮮明的對比； (5)將切割出來的核心模型體(2)用夾具夾住，然后放置在儲物架上保存起來。
【文檔編號】G09B23/40GK103854545SQ201410057547
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權日:2014年2月20日
【發(fā)明者】沈俊, 張向陽, 明治清, 徐景茂, 陳安敏, 孔福利, 龐偉賓, 汪濤 申請人:中國人民解放軍總參謀部工程兵科研三所