地下結(jié)構(gòu)工程第講講稿九

地下結(jié)構(gòu)工程（第五講）6、地下結(jié)構(gòu)工程地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)2003年4月包括四個(gè)方面的問(wèn)題

6.1地下結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的意義6.2地下結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)原理6.3地下結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)?zāi)M技術(shù)6.4地下工程模型試驗(yàn)實(shí)例介紹6.1地下結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的意義

研究巖體穩(wěn)定問(wèn)題，包括壩基和壩肩穩(wěn)定、邊坡穩(wěn)定、地下結(jié)構(gòu)圍巖穩(wěn)定問(wèn)題，通常采用的方法有工程類比法、地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析法、數(shù)值模擬仿真分析法和地質(zhì)力學(xué)物理模型試驗(yàn)法等。對(duì)于中小型工程，一般只采用前幾種方法進(jìn)行研究，但對(duì)與大型或超大型工程，地質(zhì)力學(xué)物理模型試驗(yàn)則是必要的。

為什么？這不僅是因?yàn)槌笮凸こ掏鶝](méi)有先例可以比較，以及地質(zhì)和地應(yīng)力條件千差萬(wàn)別，而且不同的數(shù)值分析方法和采用的模型不同也會(huì)給出差別較大的結(jié)果，而在工程尚未施工時(shí)也很難對(duì)它們的差別做出準(zhǔn)確判斷。物理模型試驗(yàn)的不足

物理模型試驗(yàn)與其它方法相比有它的弱點(diǎn)，如改變方案很不靈活，重復(fù)性差；測(cè)量數(shù)據(jù)受儀器精度影響大，有一定的離散性；有尺寸效應(yīng)，很難保證所有物理參數(shù)都滿足相似理論；試驗(yàn)工作量大、難度大、費(fèi)用高，尤其是三維模型試驗(yàn)更是如此。

然而，物理模型則由于是真實(shí)的物理實(shí)體，在基本滿足相似原理的條件下，則更能真實(shí)地反映地質(zhì)構(gòu)造和工程結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系，更準(zhǔn)確地模擬施工過(guò)程和影響。試驗(yàn)結(jié)果能給人以更直觀的感覺(jué)，使人更容易從全局上把握巖體工程整體力學(xué)性征、變形趨勢(shì)和穩(wěn)定性特點(diǎn)，以及各洞室或結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系，從而做出相應(yīng)的判斷。其次，也可以通過(guò)物理模型試驗(yàn)，對(duì)各種數(shù)值分析結(jié)果進(jìn)行一定程度上的驗(yàn)證，而不必等到工程施工以后。這無(wú)疑對(duì)于大型或超大型巖體結(jié)構(gòu)工程是有重要意義的。

與研究壩體、壩基和壩肩穩(wěn)定性的三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相比，研究地下結(jié)構(gòu)和地下洞室的巖石力學(xué)物理模型試驗(yàn)則有很大的差距。到目前為止，從可以查到的資料看，只有少數(shù)幾個(gè)平面模型試驗(yàn)和小型三維試驗(yàn)。這些試驗(yàn)都無(wú)法模擬洞室的施工過(guò)程。究其原因，最主要的則是模擬地下洞室施工過(guò)程的三維模型試驗(yàn)難度太大。例如三維地應(yīng)力場(chǎng)的模擬原理和技術(shù)、洞室群開(kāi)挖尤其是內(nèi)部洞室隱蔽開(kāi)挖技術(shù)的實(shí)現(xiàn)、內(nèi)部物理量量測(cè)方法等等，因而幾十年來(lái)一直沒(méi)有什么進(jìn)展。

國(guó)家電力公司成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院和清華大學(xué)水利水電工程系在上述認(rèn)識(shí)上達(dá)成共識(shí)，為地下洞室模型試驗(yàn)研究工作的開(kāi)展創(chuàng)造了條件。我們發(fā)揮清華大學(xué)綜合性大學(xué)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)校內(nèi)外、國(guó)內(nèi)外技術(shù)合作，1、采用新型廉價(jià)模型材料制作出大型巖體模型2、研制了離散化多主應(yīng)力面加載復(fù)雜三維地應(yīng)立場(chǎng)模擬系統(tǒng)，3、研究采用了步進(jìn)機(jī)械臂和微型掘進(jìn)機(jī)技術(shù)4、采用微型高精度位移量測(cè)技術(shù)、聲波測(cè)試技術(shù)、光纖測(cè)量及內(nèi)窺攝影技術(shù)等解決了三維試驗(yàn)中的高容重模型材料、三維初始應(yīng)立場(chǎng)生成、隱蔽開(kāi)挖模擬及量測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，使試驗(yàn)取得成功。這一試驗(yàn)研究成果也可應(yīng)用于今后我國(guó)大西南地區(qū)的其它超大型地下水電站的研究，因而有著重要的價(jià)值和意義。在國(guó)家教育部組織的鑒定中，這項(xiàng)研究成果被評(píng)為“總體上達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”

6.2地下結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)原理這里的模型試驗(yàn)是指相似材料模擬試驗(yàn)，它也是人們探討和認(rèn)識(shí)地下工程力學(xué)特性和規(guī)律的途徑之一。采用模擬材料做成模型，然后在模型中開(kāi)挖洞室或隧道，觀察模型的變形、位移、破壞和應(yīng)力等情況，據(jù)以分析、推測(cè)原型中所發(fā)生的情況。這種方法，稱為相似材料模擬方法。它被用來(lái)研究地下結(jié)構(gòu)和洞室的某些穩(wěn)定問(wèn)題，例如估計(jì)地應(yīng)力大小、頂?shù)装逑鄬?duì)位移、塌落拱形狀和大小、支護(hù)對(duì)地應(yīng)力的影響、地下開(kāi)挖對(duì)地表的影響等等。

要使模型中所發(fā)生的情況，能如實(shí)反映原型中所發(fā)生的情況，就必須根據(jù)問(wèn)題的性質(zhì)，找出主要矛盾，并根據(jù)主要矛盾，去確定原型與模型之間的相似關(guān)系和相似準(zhǔn)則。一般說(shuō)來(lái)，地下結(jié)構(gòu)問(wèn)題涉及的物理量有：坐標(biāo)位置X、Y；壓力P、位移Ｕ、應(yīng)力σ、τ；容重γ；時(shí)間ｔ……等。若欲使模型和原型相似，必須滿足以下兩個(gè)條件：（１）各對(duì)應(yīng)量成一定的比例關(guān)系；（2）各對(duì)應(yīng)量所組成的數(shù)學(xué)物理方程相同。具體說(shuō)來(lái)，模型與原型應(yīng)存在下列三方面的相似：1、幾何相似要求模型與原型的幾何形狀相似。為此，必須將原型的尺寸，包括長(zhǎng)度、寬度、高度等都按一定的比例縮?。ɑ蚍糯螅┮宰龀赡Ｐ汀ＴO(shè)Lp和Lm分別代表原型和模型“長(zhǎng)度”，這里，Ｌ表示一個(gè)廣義的長(zhǎng)度，可以是長(zhǎng)、寬、高等。腳標(biāo)p表示原型，腳標(biāo)m表示模型，下同。以Kl代表Ｌp和Ｌm的比值，稱為長(zhǎng)度比尺，則幾何相似要求Kl為常數(shù)，即：

Kl＝Lp/Lm=const因面積是長(zhǎng)度的二次方，所以面積比尺為：

Ap/Am=Kl2又因體積是長(zhǎng)度的三次方，所以體積比為：Vp/Vm=Kl3一般說(shuō)來(lái)，模型越大，越能反映原型的實(shí)際情況（原型實(shí)際上是Kl＝１，但往往由于各方面的條件限制，模型又不能做得太大。通常模擬礦山采場(chǎng)用Kl＝５０～１００，大型洞室群常常采用300左右，即將原型縮小為1/50～1/100、或1/300。2、運(yùn)動(dòng)相似要求模型與原型中，所有各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況相似，即要求各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的速度、加速度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等都成一定比例。設(shè)以tp和tm分別表示原型和模型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)完成沿幾何相似的軌道運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間，以Kt代表tp和tm的比值，稱為時(shí)間比尺，則運(yùn)動(dòng)相似要求Kt為常數(shù)，即

tp/tm＝Kt＝const3、動(dòng)力相似要求模型與原型的所有作用力都相似。對(duì)于地應(yīng)力問(wèn)題，要考慮重力作用，也要考慮構(gòu)造應(yīng)力作用。在這種情況下，首先要求重力相似。設(shè)以Ｐp、γp、Vp和Ｐm、γm、Vm，分別表示原型和模型對(duì)應(yīng)部分的重力、容重和體積，因?yàn)椋篜p=γpVp，Pm=γmVm所以在幾何相似的前提下，要求容重比尺為常數(shù)：Kγ＝γp/γm=const由長(zhǎng)度的幾何比尺Kl、時(shí)間比尺Kt、容重比尺Kγ，可以推出位移、應(yīng)變、應(yīng)力、彈模、泊松比等其它物理量的比尺。如應(yīng)力比尺為：

由牛頓定律可以推出時(shí)間比尺與幾何比尺的關(guān)系為：在進(jìn)行靜力模型試驗(yàn)時(shí)一般不考慮時(shí)間比尺，但是如果要考慮流變或蠕變特性，即使是靜力問(wèn)題也要考慮時(shí)間比尺。模型遲和原就型材稅料的載相似爹關(guān)系荒：若原穩(wěn)型中唐量綱雪相同消的物薪理量蹤蝶用了品不同輸?shù)谋饶X例關(guān)崖系，棋這種竭模型媽叫做柳歧變悟模型紀(jì)。但胡應(yīng)把右歧變阿影響咱減到筒最小潛。6.炎3地琴下結(jié)隙構(gòu)模叼型試削驗(yàn)?zāi)：鯏M技濃術(shù)室內(nèi)管模擬羞技術(shù)纖的主讀要內(nèi)內(nèi)容是轟如何腦選擇建模型床材料匠和量怕測(cè)技隨術(shù)來(lái)急實(shí)現(xiàn)崗所建斗立的搖相似照條件盤(pán)，然禮后進(jìn)斯行模稍型設(shè)知計(jì)的切研究扛，包售括巖悄塊模爽擬，緊節(jié)理蘿或不尿連續(xù)手面的調(diào)模擬膝，巖腔體模鉛擬，插巖體賄初始似應(yīng)力棒場(chǎng)及須開(kāi)挖言過(guò)程租的模態(tài)擬。裙本節(jié)屠僅就膽上述雄問(wèn)題奧作一越簡(jiǎn)介攜。6.獵3.勉1越模型買材料正確表選擇潤(rùn)模型政材料到是能俗否正琴確模輛擬原轟型的杠關(guān)鍵焰。對(duì)于跨彈性朋范圍造的靜箱力學(xué)薪研究寨，要辭求模擦型材憑料有材較大淹范圍正的線搖性應(yīng)窄力～春應(yīng)變奇關(guān)系貓，須屋要考弄慮的仗僅是飽彈性魄模量干的相疲似。對(duì)于薪考慮驅(qū)彈塑宿性性值質(zhì)和擇破壞嚇的試涂驗(yàn)，微則必斑須考縮慧慮強(qiáng)霧度和紗變形辮的相網(wǎng)似。模型姥材料初的選喚擇還喜隨著稈試驗(yàn)股的目目的和環(huán)擁有鄉(xiāng)豐的加陪載及寧量測(cè)攤設(shè)備甩而異語(yǔ)。對(duì)于毫地下侄結(jié)構(gòu)主周圍眉的巖停石而鏡言，投它往咽往要僻求模癥型材搬料的晌各種梳力學(xué)僵參數(shù)宜變化盜范圍野非常統(tǒng)寬廣裹。從這熔些特急點(diǎn)出導(dǎo)發(fā)，B.雄S但ti蒜mp啞so雞n曾將沒(méi)前人粉實(shí)際僵應(yīng)用右過(guò)的萌模型餅材料反分類綱如下決：模型額材料無(wú)細(xì)是粒結(jié)耕構(gòu)的液材料增有細(xì)繡粒結(jié)旱構(gòu)的取材料非塑平料起塑便料概膠達(dá)結(jié)材鍵料代非膠財(cái)結(jié)材蛾料金屬凍非金頸屬嬸純塑遍料謀摻叛加塑綿料弱石膏彼水泥闖油、佩臘尋樹(shù)途脂科黏區(qū)土脆性誰(shuí)非脆油性上表粗中有盲細(xì)粒制的材衫料系止含有窩0.搏06礙ｍｍ捧以上洋的粒巡壽狀物顯質(zhì)的眼材料沙。一般鐮說(shuō)，解無(wú)細(xì)燦粒結(jié)劑構(gòu)的蘭模型穗材料督只在勵(lì)接近私單軸貸壓縮煩破壞眾時(shí)才彩表現(xiàn)造出明慎顯的叮膨脹曉性。磨“脆艙性”撓意味鬼著破州壞時(shí)另產(chǎn)生園很少千的塑都性變討形，怕突然挑破壞仰。上燒表所摘列各添模型許材料槳的力捎學(xué)參蹦數(shù)隨饑膠結(jié)忌料的機(jī)不同失而有爹大幅贊度的茶變化聰。由于攻要求K＝爭(zhēng)1，K＝K/KL和加現(xiàn)壓設(shè)柏備的刷限制倆，要魔求模末型材夸料有迎較低嚇的強(qiáng)被度，糕較大穿的變哥形（醋即滿蓄足上法圖的半要求煩）和千較高陜的容顆重。澡下面貌介紹成幾種燒類型淘的模昂型材辰料：１．直不考纖慮容刪重相蝴似的歲砂石配膏混妹合物對(duì)于育不必宴模擬燈自重潔的模童型材祥料來(lái)今說(shuō)，端石膏替－砂干－水際的混或合物胞是一羞種較標(biāo)為理輝想的園材料蛙。它腸的特后點(diǎn)是健價(jià)格騾低，暑取材成方便儲(chǔ)，制縫作簡(jiǎn)刷單，續(xù)性能恩穩(wěn)定裹，可潮以模鑄擬廣穴泛的舊力學(xué)睡參數(shù)詞，也德便于孔獲得桌低強(qiáng)書(shū)度，壞低彈浮模的馳性質(zhì)津。同一例配比劍下，破含砂騰量對(duì)魔材料怖應(yīng)力范－應(yīng)陵變關(guān)腔系的省線型醋及破議壞模恒式有甜明顯鈴的影魔響。刃砂量撓增加小時(shí)，及彈模材增加璃，材鹿料表肆現(xiàn)出諷脆性勤破壞旺特性腳；砂璃量減滋少時(shí)迷，彈狐模降太低，閱脆性刮減弱慘；砂查量為遺零時(shí)罵，彈猴模降慢到最參低，犯并表魯現(xiàn)出蘿典型腐的塑岡性破睜壞特艇性。２．貍考慮粥容重沈相似料的地藍(lán)質(zhì)力恥學(xué)模拴型材抹料當(dāng)?shù)赝陸?yīng)力漂場(chǎng)強(qiáng)透度足府夠大么，足撐以略身去巖希石自伶重影擴(kuò)響，畢或者漲，當(dāng)木地下易洞室座上層意巖石脂覆蓋芳厚度曲足夠鑼厚，喘以致釀可將斥巖石院自重蹲化引悟?yàn)槊嫱读ψ靼l(fā)用在網(wǎng)洞室賽周圍普巖體襖的邊長(zhǎng)界時(shí)餓，可扣以忽頸略模偉型范叼圍內(nèi)剖自重水的相躍似性布，采齊用上懼述石授膏～威砂的轎混合戶料作冊(cè)為模盯型材北料是蛛合適舅的。施反之置，特委別是粥對(duì)于幻玉淺埋券的地具下洞象室，歲其初圣始地押應(yīng)力窮場(chǎng)以轎自重傾應(yīng)力忽場(chǎng)為辰主，照則應(yīng)粘考慮襖自重校相似永，采多用所猜謂地?cái)噘|(zhì)力棗學(xué)模碗型材活料。地質(zhì)力學(xué)教模型艦材料聰和前初述不久考慮惱自重壘的砂～膏混澆合物懂的共堂同特它點(diǎn)是：彈模繁及抗搜壓強(qiáng)近度低河，加夠載設(shè)憲備簡(jiǎn)令單易戶行；變形春大，雞量測(cè)靈精度脖易于慨掌握。材料朝的力沿學(xué)性畝能變合化幅鐵度大，便塞于模積擬各腔種復(fù)貧雜的稱地質(zhì)玻特性怠。當(dāng)己原型慨材料線的變坡模相未差十達(dá)倍以或上時(shí)趣，用駐這種酸材料援進(jìn)行晨模擬揉也無(wú)冊(cè)困難寸。其不希足之箭處是溜由于歐材料鴨很軟逼，強(qiáng)昨度很董低，荷在這免種材挽料的謎表面世上貼痕電阻扎片測(cè)汪量應(yīng)葛變目登前尚有飼一定銳困難曬。好在庸巖體蹈節(jié)理抗發(fā)育仍時(shí)，錄可以貫看成恥是節(jié)繳理密掛集的厭碎塊煤體模遮型或剝數(shù)量暖眾多而的砌塊模似型，恩人們演最感推重要畜的還篩是節(jié)腔理的華破壞舍情況鉤和關(guān)朗鍵部腔位的媽位移升情況益，所導(dǎo)以7碗0年棟代以蕩后，阿地質(zhì)必力學(xué)桐模型咱材料史雖然晝尚處點(diǎn)于不退斷發(fā)臂展完袖善的蝦階段病，但備仍然鑰得到威了廣遵泛的尚應(yīng)用穩(wěn)。為滿古足容討重相拍以，巴應(yīng)有榨容重薯比尺考Ｋγ＝１躍。如能校使Ｋγ＜１暑，則可畫(huà)進(jìn)一庫(kù)步減缸小所釣需的棗應(yīng)力魔比尺趴Ｋ。粥或減叔少模夠型尺素寸。璃所以貪模擬文自重磨應(yīng)力城場(chǎng)的還地質(zhì)繁力學(xué)訊模型貍材料巡壽除了騰滿足梯應(yīng)力爆應(yīng)變真全過(guò)隊(duì)程的努相似渣，內(nèi)最摩擦厲角、頓凝聚息力及弱泊桑歷比的腦相似荒以外冊(cè)，尚擔(dān)要求偏模型戲材料氏有盡悲可能偷大的濱容重頭，較炸低的挪強(qiáng)度圈和變箏形模還量。提高委材料飲容重惑的辦晃法是貓采用誼大比包重骨徒料。秋例如賊，重早晶石蹦粉，削其容民重為勵(lì)2.浸72g/寸cm3,空隙同率4救0％扁；紅繩丹粉零，容潮重5則.2喊5g/變cm3,空隙而率4湖0％傾；鐵乘粉，毀可由衫未生屆銹的夸鐵屑咐中篩最選，漁容重腳3.允56g/巴cm3,空隙翅率4接7％玻；此誤外尚譽(yù)有石銀英砂影，鉛猴及鉛鋪的氧上化物以如Pb饑O及Pb3O4但由疲于鉛染及其搞氧化銜物有嗽毒且污價(jià)格尤昂貴者，我感國(guó)都乳不采吉用。為改員善拌宋合物鳥(niǎo)的可父塑性糖與和呢易性中，往關(guān)往加鹽一些縣膨潤(rùn)甜土，勵(lì)硅藻亡土，斥甘油宿與水哄的溶沙液，偶酒精還等外欄加料對(duì)。甘省油對(duì)寇降低辜變模墻及增鑰加和過(guò)易性捷稍有廣作用鄉(xiāng)豐，能景減少平干縮擦，但最易于直使模備型材象料表駁面吸濕收空但氣中桿的水徐份而嚇降低止模型腔表面做的絕錘緣性煌能。季酒精沾也能勞增加瓣和易戲性且較能消塞除水葛對(duì)骨津料的揀物理頁(yè)化學(xué)種作用村并導(dǎo)虜致快朵速干眉燥效挑果。地下恢洞室菠工程遞一書(shū)扎中表貴11主－1午列出丹國(guó)內(nèi)麗外近南年來(lái)木所應(yīng)愉用的傻地力港學(xué)模撤型材衫料的哭詳細(xì)喪配比饅和主儉要力若學(xué)性榮能。響材銷料強(qiáng)透度的另主要樸因素所是膠川結(jié)劑主。除所利用齒環(huán)氧要樹(shù)脂專在水逃中的皮乳化訓(xùn)作用鄰作為敵膠結(jié)土料以遲外，綿所用鉤的膠魯結(jié)料區(qū)主要分是兩傻種：（１皮）石茅膏漿董調(diào)栽整石陽(yáng)膏用浙量或午水膏盾比，睬可以柔調(diào)整屢材料把的強(qiáng)竭度及延變模呢。圖妄中所身示為昨石膏關(guān)摻量統(tǒng)對(duì)單敲軸抗商壓強(qiáng)鳥(niǎo)度的群影響塊。材斬料在騰澆注剃成型蘭1～頃2天洽以后抱拆模問(wèn)，在欲室溫求下晾詳干，因并在掛紅外演線燈合下烘盛烤3抬2小跳時(shí)左眾右，飲直至眠試件圓不再孤失重故為止志。除干禽燥養(yǎng)餅護(hù)時(shí)妙間較時(shí)長(zhǎng)外停，該禮材料宏的另練一弱施點(diǎn)是遇應(yīng)力忌～應(yīng)收變曲些線呈摧塑性扔性質(zhì)禍，見(jiàn)隱圖。毫該圖挑表示錢的一誰(shuí)組混繡合料獨(dú)是在棵重晶蜂石：扒砂：轟水：潛甘油泰＝4萌60精0：墊92態(tài)00幻玉：2啞25奇0：罪20止0固侍定不擦變的刑情況綢下，淺僅改院變石裕膏的嬌摻量形而得咳到的終。（2乏）松蓮香酒手精溶暑液或塑石蠟它屬上于一襲種弱役膠結(jié)霉劑，臭有利賽于降傍低材饞料的籮強(qiáng)度絨。它羊們和醫(yī)酒精兄的溶今液（柄石臘良微溶朝于酒皺精）磁可以坡避免久鐵粉富生銹下，并唱使模蓋型材奧料快獵干，疑縮小招養(yǎng)護(hù)制時(shí)間粉。經(jīng)風(fēng)驗(yàn)證畢明，訪鐵粉勻和乳危膠、葵環(huán)氧艦以及宗石膏填的水且溶液蝴接觸再，都夕會(huì)生跑銹并久引起喊其它尖化學(xué)浸反映儀。當(dāng)癢選用刷鐵粉欲作骨疊料時(shí)掉，酒向精作梯溶液嬌是適壩宜的喝。松擾香酒舅精溶鬼液可駱使材摧料具存有脆犯性性腰質(zhì)。顫飽和燦石臘獄酒精乒溶液均可使功模型串材料勾具有崇塑性蹦性質(zhì)碧。調(diào)豬整兩天者的逗比例系，可兩以改貍變其把組合抱料的杠應(yīng)力獅～應(yīng)簽變曲星線形芬狀及沸其破秧壞性剖態(tài)。許此種查粘結(jié)撈劑溶鳥(niǎo)液的袍最佳誓用量辟應(yīng)是因能使例均勻蓮沾濕恥全部紀(jì)骨料悅顆粒家表面腦，在茫壓模睜成型畜時(shí)，罰顆粒蔥之間射既能租相互余粘結(jié)膜，又職沒(méi)有短多余感的溶命液被訊擠出短。但這以種材皇料強(qiáng)范度特討性調(diào)矩節(jié)范耀圍不隸如石敗膏漿箏那樣括靈活布、廣帶泛，把這是近值得餃進(jìn)一毯步研認(rèn)究的桐問(wèn)題臥。6.柜3.取2盲巖體肝不連欠續(xù)面裝力學(xué)螞性質(zhì)恥的模拍擬巖體間不連玩續(xù)面庭力學(xué)冰性能棕的?？?cái)M包宏含弱葵面強(qiáng)伏度模方擬，醉剪切放變形叛特性斜模擬辣，法池向變件形特唐性模糖擬和屆剪切喊膨脹窄特性沒(méi)模擬翁等四所個(gè)方器面，怨對(duì)于燙不同恐的節(jié)蜻理特目征，攝可側(cè)償重一行個(gè)或陽(yáng)幾個(gè)役方面喝。但裁無(wú)論未模擬薄哪個(gè)覺(jué)特性冬，這聯(lián)都是墓很復(fù)效雜的柴問(wèn)題導(dǎo)。弱面穴模擬興的方藍(lán)法大半致可姓分為五兩種血：一是瀉先制垃成小技尺寸默的砌銷塊，碼在其憲接觸薦面之感間放騾置不爆同的散夾層牌材料集，以君模擬糠所要惑求的軌節(jié)理割性能剖，稱凡這種躺方法抖為砌秩塊夾傳層法營(yíng)；二是桿用一殊種專箏門(mén)設(shè)企計(jì)的飄刀片汁把模汁型材稈料劈疤裂為援具有竟粗糙落表面某的不樣連續(xù)壘砌塊傲，然奪后再陜把這問(wèn)些小紐奉砌塊吩按切水割前仰的形潮狀擠搬在一鮮起堆毀砌成告整體與模型娘。6.紋3.中3罪巖應(yīng)體模呈擬和途應(yīng)力籠釋放鄰模擬由弱趁面和渴巖塊啊組成崗的巖政體的級(jí)變形塵模量驚和強(qiáng)懶度常披常小堪于巖芹塊本蔽身的許變形抖模量致和強(qiáng)寄度。對(duì)于役不連繡續(xù)的堂、厚籠度可麗以忽住略的勺弱面威，一耳種辦膜法是衛(wèi)較詳揉細(xì)地末模擬遭單個(gè)貿(mào)弱面堤的強(qiáng)紙度和膊法向夾變形師特性山，然剝后去仰驗(yàn)證些整個(gè)墾巖體敏的強(qiáng)線度和炭變形章特性弟。另一處種模臂擬方煎法是腿模擬店巖體舉的力秒學(xué)性至能，鋼將弱選面的影削弱純、軟柔化隱鋸含在矩巖體肯變形夾特性浪之中垂，然蔥后再心去驗(yàn)塑證單妹一弱郵面力姿學(xué)性碧能的卡相似暫。當(dāng)勒然，外最理柴想的籍模擬校是兩啊者都追能同私時(shí)滿手足相勢(shì)似要雀求，飲即巖熟塊、藥弱面匹的巖蓄體不壞僅力壇學(xué)上飯相似剖，且求弱面牲間距城也是錢幾何芬相似反的。巖體妄的應(yīng)給力～目應(yīng)變宮曲線穩(wěn)的相榆似。痕反映忘這一墾特性監(jiān)的主克要力曬學(xué)參植數(shù)是1、婚巖塊問(wèn)的變欄形模別量Ｅi，2、記巖體隙的變乒形模贊量Em臂，3、烤Ei和Ｅm之比合，Ｅi／鉤Em是反呈映巖嬌體各均向異其性的類重要桂參數(shù)愈，必拐須保對(duì)證其分相似紀(jì)。4、漁及巖孫體應(yīng)默力～道應(yīng)變戶關(guān)系跳曲線柄的線車型，越在線圖型上隔至少諸應(yīng)能筒反映纏出凹競(jìng)型或爐凸型蕉的差于別。5、屈如果筍進(jìn)行摔破壞閑試驗(yàn)相，還閃應(yīng)考月慮巖棄體強(qiáng)惰度性勿能的波相似取。地下拳洞室豬的開(kāi)膽挖過(guò)品程，托實(shí)質(zhì)運(yùn)上是練一個(gè)掌應(yīng)力醒釋放順的過(guò)悄程。倉(cāng)由于架巖體藝是非油均質(zhì)俘的不表連續(xù)磨介質(zhì)點(diǎn)，模駕擬應(yīng)骨力釋仿放的甩過(guò)程胞是十面分重美要的濤。應(yīng)辰力釋品放的初相似膜包括唇：（1環(huán)）開(kāi)健洞前隨初始宮應(yīng)力身場(chǎng)的巴相似予和開(kāi)擁挖過(guò)零程相葡似，澤這可息以在于整體鴨模型俗的加冬載和指開(kāi)挖武的工降藝中螺得到柜實(shí)現(xiàn)慮。（2攔）加圈載卸籠載條川件下態(tài)的應(yīng)曬力應(yīng)魔變關(guān)難系及僻卸載紀(jì)應(yīng)力燈水平敬相近話。由徹于成絲式洞過(guò)蜻程中嗓，洞哪外各追點(diǎn)有慢的呈炭加載切狀態(tài)允，有疊的呈好卸載獅狀態(tài)舅，且桶各點(diǎn)誓加載懷應(yīng)力協(xié)水平日不一擺，所奮以應(yīng)岡進(jìn)行傘可能稻的各乘個(gè)應(yīng)肚力水廁平下憑的加徹卸載臂應(yīng)力術(shù)－應(yīng)很變關(guān)戀系的賤試驗(yàn)裂，并巷應(yīng)盡扁可能管使之待與現(xiàn)回場(chǎng)資紅料有后較為災(zāi)良好涉的相鎖關(guān)性鋒。下溫圖為嶄兩種張模型綿巖體通的加?xùn)|載及則卸載蜘特性6.楊3.選4塌模懼型試結(jié)驗(yàn)的徐量測(cè)女技術(shù)模型課試驗(yàn)虜?shù)牧抗蓽y(cè)內(nèi)階容有帥位移純、變鈴形、秧應(yīng)力奶、裂側(cè)隙的每滑移宵及材耀料的挽屈服巴松動(dòng)福，當(dāng)偉模擬獅隧洞趴襯砌乘時(shí)，領(lǐng)還要某求量僻測(cè)襯詢砌上匆的山耍巖壓娛力。義由于勝地質(zhì)然力學(xué)練模型盟材料萬(wàn)的強(qiáng)顏度很湯低，刻粘貼旬電阻姐片很滴困難唯，因促而量朋測(cè)應(yīng)幫力及鏟應(yīng)變決時(shí)，搬必須北使用竿特殊梨的測(cè)沈量方昆法和醋測(cè)量扇元件值，并遇應(yīng)對(duì)坑測(cè)量肥元件遵進(jìn)行閃仔細(xì)積的率皺定。較在量寫(xiě)測(cè)技弟術(shù)方嫩面，爸著重浪介紹車常使昏用的悅位移麻量測(cè)臉技術(shù)趕及壓琴力量召測(cè)和臥屈服廣松動(dòng)吼區(qū)測(cè)來(lái)量技堅(jiān)術(shù)：1、錫位移徑量測(cè)分為貞表面幻玉位移蚊量測(cè)讀和材養(yǎng)料內(nèi)次部位策移量訊測(cè)表面委位移魄量測(cè)續(xù)的方誘法有氣：1、折懸臂恭式測(cè)轉(zhuǎn)位計(jì)2、舌千分吹表3、唇差動(dòng)清式位患移傳膜感器4、葉激光柜或白拳光散助斑位調(diào)移量芬測(cè)5、孤精密繞攝影啄位移數(shù)量測(cè)內(nèi)部弊位移亭量測(cè)沉有：1、精微型爹高精浴度多握點(diǎn)位漆移計(jì)2、族光纖評(píng)位移鑒/應(yīng)根變傳恢感器懸臂紋式測(cè)蹦位儀念的結(jié)巨構(gòu)如籮圖所玻述。設(shè)主要爹部件駝是一呼塊寬事11南ｍｍ撕、厚媽0.切5ｍ委ｍ的鏡磷銅打片，仆在其糾上粘攜貼４賀片電夾阻絲視片。裂采用牽全橋乳式聯(lián)夠結(jié)，瘡用應(yīng)仇變值黃來(lái)指瞞示自季由端脹的位畫(huà)移，蠅率定味表明近線性凳是良剛好的妻。由災(zāi)于磷增銅片隙的起蔥始零助點(diǎn)難聰以固蛋定，敲在每耳次使盟用儀哲器以?shī)是埃瑵h都要邀率定謊。值得集指出肉的是況近年氣來(lái)利爹用激控光或脊白光紫散斑鼠法量徑測(cè)位勿移及司變形縣的技狐術(shù)得芒到了腳發(fā)展劈燕。白光貝散斑包法是棟利用嘆被測(cè)改表面懲制造輛人為檢散斑終場(chǎng)，坊附著腰在被造測(cè)物簽的散乓斑場(chǎng)竄跟隨洽被測(cè)盞物表果面一閃起運(yùn)場(chǎng)動(dòng)，劇將變璃形前笨后散咳斑場(chǎng)醋的運(yùn)鳳動(dòng)通毀過(guò)攝訓(xùn)影記并錄在蛙底片炸上，謠再在盾光學(xué)鋼分析鎮(zhèn)系統(tǒng)松中將倉(cāng)不同嘴方向切的位犁移分摩量分姿離出午來(lái)，加獲得庸全場(chǎng)繼位移榮信息由。白光抵散斑跌法具苦有非蛇接觸倦測(cè)量吩，精蔥度較芽高，勤可獲澇得全過(guò)場(chǎng)變返形信檔息。漁可在弟室內(nèi)蔑自然眨光下掏量測(cè)呢等優(yōu)姥點(diǎn)，怖并且慘可進(jìn)恨行三峰維應(yīng)棚力，蟲(chóng)局部覽應(yīng)力并集中巴，裂堂紋尖扁端變酷形場(chǎng)心，裂自紋擴(kuò)統(tǒng)展等鐵方面蛙的測(cè)穩(wěn)量。但由莊于架夜設(shè)光述源和智攝影鐮機(jī)的輪要求業(yè)，在下量測(cè)筆范圍鏈上受撿到限描制，裝也不云夠方拴便直煎觀，萬(wàn)且不貴能起欄現(xiàn)場(chǎng)浸監(jiān)督姥作用握，所悼以，杰還有雁一些蛙問(wèn)題騙，有插待進(jìn)呆一步敢的研慰究和屋解決鑼。然眉而它膊仍不策失是督一種氧具有講較大取潛力仁和效突果良膨好的糊量測(cè)鏈技術(shù)錦。內(nèi)部扇位移災(zāi)測(cè)量罩…微逮型多拐點(diǎn)位公移計(jì)二、揉壓力艷測(cè)量壓力那測(cè)力各計(jì)（舍壓力睜盒）它由陸一個(gè)膏電容籠傳感惱器組微成，脫每一屆個(gè)傳暈感器饒是一蛋個(gè)振傷蕩回機(jī)路的銳一部管分。壞當(dāng)測(cè)偷力計(jì)牢上的至荷載蒜變化朗時(shí)，殊電容印傳感鈴器的駱頻率阿發(fā)生玩變化唐，轉(zhuǎn)剛換成窯電壓苗變化徐而被順記錄迅下來(lái)混。率僑定時(shí)第，把日一塊判固體陳的模墊型材踩料放頭在一運(yùn)個(gè)柔尊軟的礦塑料發(fā)袋中海，測(cè)壤力計(jì)外和模描型材燈料貼美在一蜜起，五然后愈把散戒體材拌料倒遷入袋醫(yī)中包恐住測(cè)丘力計(jì)角，將粥這個(gè)闖塑料匠袋放案入一遮個(gè)壓末力罐娃中讓科它承培受已乞知的灣靜水怕壓力野，然怎后記簽下傳聯(lián)感器墳的電宅壓變悅化。畜改變方壓力龍值吊就可饑以得姨到不眾同的擺已知會(huì)壓力飾對(duì)應(yīng)蜂的電公壓值領(lǐng)，得易到率掠定曲私線。太使用桶時(shí)則繼可以決通過(guò)辱測(cè)得括的電喚壓值蹲推算莊出壓據(jù)力值爛。三、犯屈服艇松動(dòng)帽區(qū)測(cè)紐奉量超聲佩波檢賤測(cè)分印析儀6.亭4喊地下逝工程盟模型壁試驗(yàn)秤實(shí)例財(cái)介紹6.皆4.動(dòng)1還非均筐質(zhì)、李各向玩異性勇、不核連續(xù)牧巖體絡(luò)中地江下結(jié)哪構(gòu)平竊面模意型試澡驗(yàn)其目疲的是挨預(yù)測(cè)獲成洞臂后的跌變形饞和探插討洞飼室的僵穩(wěn)定謹(jǐn)性。牽圍巖抹的地怒質(zhì)特泄征及昏模型拒應(yīng)滿孫足的揉相似授條件載，模租型幾櫻何比脊尺選乓用ＫＬ＝5款00鑼，模童型材藥料為扁石膏色～砂捧，面嚴(yán)力的棋比尺茫為9狠0～巾13源0。聚模型杏中模囑擬了犯巖體肢夾泥嬌層的息剪切諷剛度刻ＫＪ法向杏