一种透明土石混合体的制备方法

摘要

本发明公开了一种透明土石混合体的制备方法，涉及岩土工程实验技术领域，包括以下步骤：选取不规则玻璃块、配置孔隙液体、混配无定型硅粉与孔隙液体、将不规则玻璃块加入孔隙液体、真空处理、加压固结。本发明的透明土石混合体制配方法操作简便，易于实现；制成的人工合成透明土石混合体透明效果良好，同时具备良好的粘聚力和透明度，可有效用于岩土工程中的模型试验。

权利要求

1.一种透明土石混合体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)根据试验要求选择不规则玻璃块，并对不规则玻璃块进行水洗和烘干处理，以去除杂质和水分；其中，所述不规则玻璃块的折射率与无定型硅粉的折射率相同；

2)将正十二烷和苯甲基硅油按体积比1:1.5～1:1.7混合并搅拌均匀，得到混合液，静置30分钟；

3)利用阿贝折射仪测定所述混合液的折射率，调整正十二烷和苯甲基硅油的配比，使得混合液的折射率与无定型硅粉的折射率一致，得到孔隙液体；

4)将所述孔隙液体倒入有机玻璃容器(1)；其中，所述有机玻璃容器(1)为透明矩形箱体，有机玻璃容器(1)的底部和不相邻的两个侧壁上均布置有透水石层(2)，布置有透水石层(2)的两个侧壁上均布置若干个排水口(101)；

5)将无定型硅粉倒入所述有机玻璃容器(1)的孔隙液体中并搅拌均匀，得到硅微粉悬浮液；

6)将所述不规则玻璃块倒入硅微粉悬浮液中并搅拌均匀，得到透明土石混合溶液；

7)将所述有机玻璃容器(1)静置于真空箱中并抽真空处理，直至透明度达到设计要求；

8)对所述有机玻璃容器(1)内的透明土石混合溶液加载固结，完成一层透明土石混合体的配置；其中，加载产生的液体从若干所述排水口(101)排出；

9)重复步骤4)‑8)，进行上一层透明土石混合体配置，直至透明土石混合体的总厚度满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的一种透明土石混合体的制备方法，其特征在于：步骤8)中的加载固结方式为分布式加载，所需压力根据所需透明土石混合体的强度调节。

说明书

一种透明土石混合体的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及岩土工程可视化模型试验技术领域，具体涉及一种透明土石混合体的制备方法。

背景技术

[0002] 在岩土工程领域，通过人工合成透明土模拟天然土体的方法来研究土体内部的变形、位移和渗流等问题逐渐得到工程技术人员的认可与应用。透明土实验技术避免了传统
的土工实验中介入式测量的不足，通过可视化的方法对土体内部变形、位移和渗流等参数
进行无损和连续的测量，更加直观、准确，也易于操作。

[0003] 随着透明土技术的日趋成熟，不少学者提出了多种透明土合成技术方法。然而，现有的透明土技术大用以模拟均匀均质的土体，如粘土、砂土。而实际工程中还广泛存在一种
典型的非均质岩土体，即土石混合体。目前尚无一种可行的制备透明土石混合体的方法。因
此，探索一种透明度高且性质与天然土石混合体特性接近的透明土具有非常重要的意义。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种透明土石混合体的制备方法。

[0005] 为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种透明土石混合体的制备方法，包括以下步骤：

[0006] 1)根据试验要求选择不规则玻璃块，并对不规则玻璃块进行水洗和烘干处理，以去除杂质和水分。

[0007] 2)将正十二烷和苯甲基硅油按体积比1:1.5～1:1.7混合并搅拌均匀，得到混合液，静置30分钟。

[0008] 3)利用阿贝折射仪测定所述混合液的折射率，调整正十二烷和苯甲基硅油的配比，使得混合液的折射率与无定型硅粉的折射率一致，得到孔隙液体。

[0009] 4)将所述孔隙液体倒入有机玻璃容器。其中，所述有机玻璃容器为透明矩形箱体，有机玻璃容器的底部和不相邻的两个侧壁上均布置有透水石层，布置有透水石层的两个侧
壁上均布置若干个排水口。

[0010] 5)将无定型硅粉倒入所述有机玻璃容器的孔隙液体中并搅拌均匀，得到硅微粉悬浮液。

[0011] 6)将所述不规则玻璃块倒入硅微粉悬浮液中并搅拌均匀，得到透明土石混合溶液。

[0012] 7)将所述有机玻璃容器静置于真空箱中并抽真空处理，直至透明度达到设计要求。

[0013] 8)对所述有机玻璃容器内的透明土石混合溶液加载固结，完成一层透明土石混合体的配置。其中，加载产生的液体从若干所述排水口排出。

[0014] 9)重复步骤4)‑8)，进行上一层透明土石混合体配置，直至透明土石混合体的总厚度满足设计要求。

[0015] 进一步，所述不规则玻璃块的折射率与无定型硅粉的折射率相同。

[0016] 进一步，步骤8)中的加载固结方式为分布式加载，所需压力根据所需透明土石混合体的强度调节。

[0017] 本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明的透明土石混合体制配方法操作简便，易于实现；制成的人工合成透明土石混合体透明效果良好，同时具备良好的粘聚力和透明
度，可有效用于岩土工程中的模型试验。

附图说明

[0018] 图1为一种土石混合体的制备方法流程图；

[0019] 图2为有机玻璃容器结构示意图。

[0020] 图中：有机玻璃容器1、排水口101和透水石层2。

具体实施方式

[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯
用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

[0022] 实施例1：

[0023] 本实施例公开了一种透明土石混合体的制备方法，参见图1，为该方法的流程图，具体包括以下步骤：

[0024] 1)根据试验要求选择不规则玻璃块，并对不规则玻璃块进行水洗和烘干处理，以去除杂质和水分。

[0025] 2)将正十二烷和苯甲基硅油按体积比1:1.5混合并搅拌均匀，得到混合液，静置30分钟。

[0026] 3)利用阿贝折射仪测定步骤2)所得混合液的折射率，微调正十二烷和苯甲基硅油的配比，使得混合液的折射率与无定型硅粉的折射率一致，得到孔隙液体。所述不规则玻璃
块的折射率与无定型硅粉的折射率相同。

[0027] 4)将步骤3)所得孔隙液体倒入有机玻璃容器1，孔隙液体厚度略大于不规则玻璃块的最大粒径。参见图2，所述有机玻璃容器1为一透明矩形箱体，有机玻璃容器1的内腔底
部和不相邻的两侧壁均布置有透水石层2，布置有透水石层2的两侧壁上布置若干个排水口
101。

[0028] 5)将无定型硅粉均匀地倒入所述有机玻璃容器1的孔隙液体中，过程中用玻璃棒不断搅拌，直至充分混合得到硅微粉悬浮液。

[0029] 6)将所述不规则玻璃块倒入硅微粉悬浮液中并搅拌均匀，得到透明土石混合溶液。

[0030] 7)将所述有机玻璃容器1静置于真空箱中并抽真空处理，直至透明度达到设计要求。

[0031] 8)对所述有机玻璃容器1中的透明土石混合溶液进行加载固结，完成一层透明土石混合体的配置。其中，加压固结方式为分布式加载，所需加压的大小伴随所需透明土石混
合体的强度的变化而变化，加载产生的液体从若干所述排水口101排出。

[0032] 9)重复步骤4)‑8)，进行上一层透明土石混合体配置，直至得到所需厚度的透明土石混合体试样。

[0033] 实施例2：

[0034] 本实施例公开了一种透明土石混合体的制备方法，参见图1，为该方法的流程图，具体包括以下步骤：

[0035] 1)根据试验要求选择不规则玻璃块，并对不规则玻璃块进行水洗和烘干处理，以去除杂质和水分。

[0036] 2)将正十二烷和苯甲基硅油按体积比1:1.7混合并搅拌均匀，得到混合液，静置30分钟。

[0037] 3)利用阿贝折射仪测定所述混合液的折射率，调整正十二烷和苯甲基硅油的配比，使得混合液的折射率与无定型硅粉的折射率一致，得到孔隙液体。

[0038] 4)将所述孔隙液体倒入有机玻璃容器1。其中，参见图2，所述有机玻璃容器1为透明矩形箱体，有机玻璃容器1的底部和不相邻的两个侧壁上均布置有透水石层2，布置有透
水石层2的两个侧壁上均布置若干个排水口101。

[0039] 5)将无定型硅粉倒入所述有机玻璃容器1的孔隙液体中并搅拌均匀，得到硅微粉悬浮液。

[0040] 6)将所述不规则玻璃块倒入硅微粉悬浮液中并搅拌均匀，得到透明土石混合溶液。

[0041] 7)将所述有机玻璃容器1静置于真空箱中并抽真空处理，直至透明度达到设计要求。

[0042] 8)对所述有机玻璃容器1内的透明土石混合溶液加载固结，完成一层透明土石混合体的配置。其中，加载产生的液体从若干所述排水口101排出。

[0043] 9)重复步骤4)‑8)，进行上一层透明土石混合体配置，直至透明土石混合体的总厚度满足设计要求。

[0044] 实施例3：

[0045] 本实施例主要步骤同实施例2，进一步，所述不规则玻璃块的折射率与无定型硅粉的折射率相同。

[0046] 实施例4：

[0047] 本实施例主要步骤同实施例3，进一步，步骤8)中的加载固结方式为分布式加载，所需压力根据所需透明土石混合体的强度调节。