砂-膨潤土-石膏膨脹土模型試驗相似材料膨脹特性研究

張振陽，王博林，王 旭，張軒瑜

(蘭州交通大學土木工程學院，蘭州 730070)

0 引 言

地質(zhì)力學模型試驗是將原型縮尺在室內(nèi)進行的試驗，它可以依據(jù)相似理論模擬修建在復雜地形、地質(zhì)條件上的隧道、大壩、地下油氣儲庫等此類構(gòu)筑物基礎(chǔ)的沉降變形，相鄰高邊坡及地下洞室結(jié)構(gòu)圍巖穩(wěn)定性等課題的研究，在還原主要地質(zhì)特征、力學特性的前提下解決了許多原位試驗無法實現(xiàn)或者試驗困難的問題。國外對地質(zhì)模型試驗的探索最早開始于二十世紀六十年代的歐洲，意大利結(jié)構(gòu)模型試驗用于研究拱壩穩(wěn)定的問題。我國于七十年代后期，由長江水利水電科學研究院、清華大學等一批科研機構(gòu)及高校開始了水電站泄水閘、壩基壩肩等工程問題的研究。之后，越來越多的研究深入到地下工程、能源儲存、交通等領(lǐng)域，并取得不少成果[1-2]。而地質(zhì)力學模型試驗成功的關(guān)鍵與相似材料的選取有著密不可分的關(guān)系。

很多學者對于模型試驗相似材料的選擇與制備也進行了大量的研究工作，以不同的應用目的出發(fā)研制了不同力學特性的地質(zhì)模型試驗相似材料。韓伯鯉等[3]在MIB材料的基礎(chǔ)上優(yōu)化了原材料的配比、膠凝材料和附加劑的選擇，研制出了用于模擬不同種類巖體特性的相似材料。馬芳平等[4]使用磁鐵礦精礦粉等材料改進了常規(guī)地質(zhì)模型材料容重低、易生銹、不夠經(jīng)濟的缺點，為溪洛渡電站地下洞室地質(zhì)模型試驗的用料提供了保障。……