為解決以往離心機(jī)試驗(yàn)中將大型地質(zhì)物理模型過渡縮尺時(shí)無(wú)法與離心加速度相匹配的問題，在綜合分析以往離心試驗(yàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有離心試驗(yàn)技術(shù)的不足，提出新型離心機(jī)串聯(lián)模型試驗(yàn)技術(shù)，該技術(shù)通過兩次量綱變換，即在模型設(shè)計(jì)階段，原型地質(zhì)體經(jīng)過第一次量綱變換至常規(guī)模型試驗(yàn)尺度(ｍ 倍)，然后經(jīng)過第二次量綱變換換算至離心模型試驗(yàn)尺度(ｎ倍)，將模型縮小至原來(lái)的1/mn第一次變換將模型進(jìn)行較大尺度的縮減，因此第二次將其變換至離心試驗(yàn)尺度時(shí)將具有較大的靈活度，能夠適應(yīng)承載能力較小的離心機(jī)模擬高程較大的地質(zhì)體的工作特征，此技術(shù)實(shí)現(xiàn)了將天然地質(zhì)模型縮尺至離心機(jī)試驗(yàn)箱內(nèi)，并結(jié)合弱化巖土力學(xué)強(qiáng)度的方法，從而解決大尺度地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型模 擬中存在的縮尺困難的問題，結(jié)合我國(guó)西南某水電站邊坡開展了初步驗(yàn)證，結(jié)果表明：串聯(lián)試驗(yàn)理論能較好地滿足大型離心機(jī)模型試驗(yàn)的要求，可再現(xiàn)大型地質(zhì)體變形破壞的整個(gè)過程，該技術(shù)較好地解決了蓄水過程中邊坡的變形模擬問題。

關(guān)鍵詞: 離心機(jī)，串聯(lián)，模型試驗(yàn)，相似理論

根據(jù)離心機(jī)基本試驗(yàn)原理，當(dāng)模型縮小為原來(lái)的1/n倍時(shí)，離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)加速度應(yīng)為ng以保持模型材料處于與原型材料相同的應(yīng)力狀態(tài)下，這種做法可較好地模擬邊坡受力破壞的整個(gè)過程，然而，常情況下離心機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)加速度存 在一個(gè)上限值，當(dāng)?shù)刭|(zhì)模型體尺寸較大時(shí)，可能無(wú) 法真實(shí)地模擬其工作狀況。例如我國(guó)西南山區(qū)存在700-1000m左右的工程高邊坡，即使采用目前國(guó)內(nèi) 最大加載能力400gt(最大運(yùn)轉(zhuǎn)加速度通常為250g)左右的離心機(jī)，結(jié)合模型箱(最大高度2m) 也只能模 擬500m左右的高邊坡，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到工程實(shí)用的 要求，本文在綜合分析以往離心機(jī)試驗(yàn)理論的基礎(chǔ)上 認(rèn)為，可以通過兩次量綱變換實(shí)現(xiàn)對(duì)于復(fù)雜大尺度地質(zhì)體的模擬。在模型設(shè) 計(jì)階段，原型地質(zhì)體經(jīng)過第一次量綱變換至常規(guī)模型試驗(yàn)尺度(ｍ倍) ，然后經(jīng)過第二次量綱變換換算至離心模型試驗(yàn)尺度( ｎ倍) ，經(jīng)過兩次量綱變換，模型縮小至原來(lái)的1/mm由于第一次變換通?？?將模型進(jìn)行較大尺度的縮減，因此第二次將其變換至離心試驗(yàn)尺度時(shí)將具有較大的靈活度，能夠適應(yīng)載能力較小的離心機(jī)模擬高程較大的地質(zhì)體的工作特征，本文結(jié)合離心機(jī)模型試驗(yàn)提出了新型串聯(lián)相似理論，并將其應(yīng)用在傾倒變形體邊坡離心模型試驗(yàn)中，通過研究得出以下結(jié)論:
１)新形成的串聯(lián)試驗(yàn)理論能較好地滿足大型離心機(jī)模型試驗(yàn)的要求。
２)根據(jù)新型理論可再現(xiàn)大型地質(zhì)體變形破壞的 整個(gè)過程。
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