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为研究岩石力学问题，根据相似原理对岩体物理模型进行的试验。被模拟的岩体称为原型，用来模拟岩体的实验体系称为模型。研究的主要任务是：①具有各种地质构造的复杂岩基和岩坡的应力、变形特性，及其对工程结构的影响；②非均质非连续岩体的稳定性、破坏机理，以及合理的工程加固措施；③地下洞室的围岩应力、围岩与衬砌的共同作用和破坏机理等。 相似原理 模型试验的理论基础是试验模型与岩体应保持一定的相似关系。模型与原型除了几何形状相似外，同类物理量（如应力、应变、变位等）也必须按比例相似。这些比例必须满足以各种方程式表示的各种力学条件，这些方程式只有当几何特性、有关物理常数、初始条件和边界条件确定后才能解算。所以，要使模型与原型完全相似，模型的几何特性、物理常数、初始条件和边界条件都必须和原型相似，这样就可以通过试验测定模型的物理量，根据相似原理可导出原型与模型之间的相似关系式（参见结构试验相似理论）。在岩体静力学问题中，为模拟原型的应力状态，除要求模型与原型材料的应力—应变曲线相似外，还要满足强度相似，即材料强度包络线与岩体的强度包络线相似。在进行裂隙性的层状或块状岩体的模型试验时，不仅要模拟岩块的变形性质，还要模拟整个岩体的变形性质。要满足这两个要求非常困难，故在每一个具体试验中，应查明决定性的因素，力求精确地模拟，而放弃一些次要因素。在研究建筑物底面下岩基的性状时，通常可以放弃岩块材料的变形相似，以保证达到整个岩基的变形相似。 模型材料与试验技术 岩体模型的相似材料分两方面：①模拟岩块的相似材料；②模拟地质构造面的相似材料，当自重可用集中荷载施加时，岩块的相似材料可用石膏及石膏掺硅藻土。对地质构造面的相似，可根据所要求模拟的不同力学指标，采用石膏、滑石粉、云母粉、乳胶、淀粉等，按不同的配比进行配制；也可用纸的互层等。当不允许用集中力代替自重时，则岩块的相似材料要用尽可能重的粉末（如重晶石粉或红丹粉等）作为掺合料，使之满足容重比例的要求。模拟各种不同岩体之间的结合，应当采用黏结材料。黏结材料的弹性模量与强度指标，应尽量与相邻岩体之一相等或接近，以免导致形态的失真和影响到超载系数的数值。中国应用于模型接缝的主要黏结材料有：①以环氧树脂为调合剂的黏结材料（如环氧橡皮泥或环氧石膏等），用于需要高强度的黏结部位；②以淀粉溶液为调合剂，以柠檬酸为缓凝剂的淀粉石膏黏结材料，用于破坏试验。 对于挡水大坝岩基，侧压力一般用橡皮袋施加，橡皮袋贴近上游面，袋内装水（相对密度1.0）或水银（相对密度13.6）或其他液体（相对密度介于1.0～13.6）。此法简便，荷载分布准确，但水银蒸气有毒，对试验人员的健康有影响，要有一定安全措施。此外，此法不能加大荷载强度及进行破坏试验。另一种方法是将坝面分区，用千斤顶的集中力来代替分布荷载，也有用橡皮袋压入空气加荷的，该法使模型坝面的应力形成阶梯状，与实际情况稍有出入。 岩体模型试验中的变位量测，一般是在模型周围安装观测架，用千分表或电测千分表进行，也可用读数显微镜、高精度的水准仪等观测。此外，利用高速摄影能详细记录岩体的瞬间破坏过程。在量测应力时，在量测部位粘贴应变片，用电阻应变仪量测应变，然后利用应变应力关系将应变值换算为应力值。为了提高精度，对模型试验室的温度、湿度要进行控制。围岩中的应力以及围岩与支护结构的接触应力等，可以用埋设应变片或微型应力盒测定。在主要的软弱结构面两侧，还需装置特殊的应变计，以测定软弱结构面之间的相对滑移量。
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