一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法及表面防渗工艺

本发明涉及岩土工程，特别涉及一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法及表面防渗工艺。

背景技术：

1、降雨是诱发岩质斜坡失稳的主要因素之一，高强度降雨使雨水大量入渗坡体，一方面增大坡体自重，另一方面水岩相互作用所产生的弱化效应使得滑面抗滑力降低，进而严重影响岩质斜坡的稳定性。许多工程研究表明，水是影响岩体力学行为的一个重要因素，是造成许多岩石工程灾害的“罪魁祸首”。近年来由于极端降雨事件增加，降雨所诱发的岩质滑坡也随之增多，因此，深入剖析降雨入渗以后斜坡体内水岩相互作用对斜坡稳定性的影响至关重要。

2、物理模型实验是研究降雨作用下斜坡失稳机理的有效手段，目前常采用的方法是借助人工降雨系统模拟真实降雨，即通过室内人工降雨诱发斜坡模型破坏来实现对斜坡失稳机理的研究。如图1所示，人工降雨系统能够通过调节出水量和出水时长来模拟真实的降雨情况，然而这势必造成斜坡表面被雨水大面积覆盖，意味着如声发射采集系统、应变检测系统等多种类型的精密监测设备无法安装在斜坡表面，而这严重制约了降雨作用下斜坡失稳过程中多物理量协同响应的研究。基于此，有必要提出一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法及表面防渗工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法及表面防渗工艺，具体是提供一种能够使室内岩质斜坡模型从内部发生水致劣化至失稳，同时保证模型外部干燥的方法及工艺，进而实现多种精密仪器同时监测的目标，以此能更深入的研究降雨作用下岩质斜坡失稳机制。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法及表面防渗工艺，其采用的技术方案如下：

3、根据本发明的第一方面，提供一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法，所述方法包括：

4、设计实验方案：确定导水管长度、数量和布设方案；

5、制作导水管：所述导水管包括管体、流量计、控制阀门、可调电压抽水泵，所述管体内径依据模型大小确定，其一端均匀设置有孔洞，所述孔洞外部包裹铁丝网；

6、埋入导水管：将所述导水管一端埋入至斜坡模型中，并保证所述导水管上的带有孔洞的部分均埋入至所述斜坡模型；

7、连接外部水箱：将导水管不带有孔洞的一端延伸至坡体外，并连接流量计、控制阀门和抽水泵，抽水泵至于外部水箱中。

8、进一步地，所述铁丝网为20-80目的细铁丝网。

9、进一步地，根据导水管埋入长度确定所述孔洞的数量。

10、进一步地，各个孔洞的直径均为5-10mm，且相邻的两个孔洞之间的距离为10mm。

11、进一步地，若干孔洞布设在管体上的长度不超过导水管埋入深度的2/3。

12、进一步地，所述斜坡模型包括侧限框架和类岩材料模型体，所述侧限框架的左端、右端、下端和后端均设置有8-12mm厚钢板，其中后端钢板需预留孔洞，以方便引出导水管，所述类岩材料模型体由夯击锤击实而成，内部设置有软弱夹层，所述导水管带有孔洞一端埋入所述软弱夹层上，另一端由侧限框架预留孔洞引出。

13、根据本发明的第二方面，提供一种表面防渗工艺所述工艺包括：

14、基于如上所述方法将导水管埋入至斜坡模型中；

15、对所述斜坡模型的防渗面进行剖光打磨；

16、按照涂料：水＝3:1的比例搅拌形成液体状涂料，均匀涂抹在打磨后的防渗面，静置风干形成一层半透明状的第一防渗涂层。

17、进一步地，按照涂料：水＝4:1的比例搅拌形成糊状涂料，均匀涂抹于第一防渗涂层，静置风干形成0.15-0.25mm的第二防渗涂层。

18、进一步地，按照涂料：水＝4:1的比例搅拌形成糊状涂料，均匀涂抹于第二防渗涂层，静置风干形成0.05-0.15mm的第三防渗涂层。

19、进一步地，所述涂料为400目白灰色干粉状背水面防水涂料。

20、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

21、1)本发明采用在模型中内置导水管的方式能够控制总出水量和单位时间内出水量，以模拟不同降雨量和降雨强度工况，以代替传统外部人工降雨系统。

22、2)本发明采用多防渗涂层对防渗面进行防水，以避免水从模型内部渗出，以使得多种类型的精密监测设备能够安装于斜坡模型观测面，并保证其正常运行，以利于降雨作用下斜坡失稳过程中多物理量协同响应的研究。

技术特征：

1.一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的岩质斜坡模型内部水致劣化方法，其特征在于，所述铁丝网为20-80目的细铁丝网。

3.如权利要求1所述的岩质斜坡模型内部水致劣化方法，其特征在于，根据导水管埋入长度确定所述孔洞的数量。

4.如权利要求3所述的岩质斜坡模型内部水致劣化方法，其特征在于，各个孔洞的直径均为5-10mm，且相邻的两个孔洞之间的距离为10mm。

5.如权利要求1所述的岩质斜坡模型内部水致劣化方法，其特征在于，若干孔洞布设在管体上的长度不超过导水管埋入深度的2/3。

6.如权利要求1所述的岩质斜坡模型内部水致劣化方法，其特征在于，所述斜坡模型包括侧限框架和类岩材料模型体，所述侧限框架的左端、右端、下端和后端设置有8-12mm厚钢板，其中后端钢板需预留孔洞，以方便引出斜坡模型内部导水管、压力传感器连接线所述类岩材料模型体上由夯击锤击实而成，内部设置有软弱夹层，所述导水管带有孔洞一端埋入所述斜坡模型，另一端由侧限框架预留孔洞引出。

7.一种表面防渗工艺，其特征在于，所述方法包括：

8.如权利要求7所述的表面防渗工艺，其特征在于，按照涂料：水＝4:1的比例搅拌形成糊状涂料，均匀涂抹于第一防渗涂层，静置风干形成0.15-0.25mm的第二防渗涂层。

9.如权利要求8所述的表面防渗工艺，其特征在于，按照涂料：水＝4:1的比例搅拌形成糊状涂料，均匀涂抹于第二防渗涂层，静置风干形成0.05-0.15mm的第三防渗涂层。

10.如权利要求7至9中任一项所述的表面防渗工艺，其特征在于，所述涂料为400目白灰色干粉状背水面防水涂料。

技术总结本发明公开一种岩质斜坡模型内部水致劣化方法及表面防渗工艺，方法包括：设计实验方案：确定导水管长度、数量和布设方案；制作导水管：导水管包括管体、流量计、控制阀门、抽水泵，管体上均匀设置有孔洞，空洞外部包裹铁丝网；埋入导水管：将导水管埋入至斜坡模型中，并保证导水管上的孔洞均埋入至斜坡模型；连接导水管：将导水管连接自动抽水泵，以控制水的流量和流速，抽水泵通过管道连接水箱；表面防渗工艺包括：防渗工艺包括确定背水面防水材料与水的混合比例、涂抹次序和涂料施工工艺。本发明采用在模型中内置导水管加斜坡模型表面背水面防渗处理的方式以代替人工降雨系统，以使得多种类型的精密监测设备能够安装于斜坡表面。技术研发人员：崔远,许超,薛雷,陈竑然,丁昊,常志凯,张智博,秦四清受保护的技术使用者：中国科学院地质与地球物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/9/9