橋梁模型試驗(yàn)

《公路交通科技名詞》第一版。 2100433B

1996年，經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)是巖石力學(xué)研究領(lǐng)域的重要手段，尤其是在理論尚不完備、非連續(xù)數(shù)值模擬技術(shù)尚未成熟的現(xiàn)階段，地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)在深部巖體力學(xué)研究中占據(jù)重要地位。

地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)最早由格恩庫(kù)茲涅佐夫于1936年提出，是仿照真實(shí)結(jié)構(gòu)并按照一定比例關(guān)系復(fù)制而成的試驗(yàn)代表物，它具有原型結(jié)構(gòu)的全部或部分特征。地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)根據(jù)相似理論，用適當(dāng)?shù)谋壤吆拖嗨撇牧现瞥膳c原型相似的試驗(yàn)對(duì)象，再現(xiàn)原型結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)，最后按照相似判據(jù)整理試驗(yàn)結(jié)果，推算原型結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)。地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)的科學(xué)性取決于模型與原型具有相同物理性質(zhì)的變化過(guò)程，要滿足物理現(xiàn)象的單值相似條件，還要求對(duì)應(yīng)的相似判據(jù)相等。

地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)?zāi)苄蜗蟆⒅庇^地模擬工程結(jié)構(gòu)的受力、變形及破壞的全過(guò)程，可以比較全面、真實(shí)地模擬復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，揭示可控影響因素對(duì)人們關(guān)心的工程災(zāi)變?cè)杏莼^(guò)程的影響，為建立新的理論和數(shù)學(xué)模型提供依據(jù)，從而為避免和防控工程災(zāi)害提供技術(shù)支持。

從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，清華大學(xué)、山東大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、長(zhǎng)江科學(xué)院等高校和院所，結(jié)合水利、采礦、交通、國(guó)防等工程中的巖石力學(xué)問(wèn)題，開(kāi)展了大量的模型試驗(yàn)研究，取得了系列創(chuàng)新成果，為巖石力學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。如，清華大學(xué)李仲奎 等研制了離散化多主應(yīng)力面加載和控制系統(tǒng)，成功地解決了復(fù)雜三維初始地應(yīng)力場(chǎng)的模擬問(wèn)題，提出基于擊實(shí)功復(fù)合作用系數(shù)以及密度隨填筑深度非線性逆向控制的模型制作方法，提高了模型材料力學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定性；山東大學(xué)張強(qiáng)勇等在試驗(yàn)臺(tái)架研制、相似材料制備、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集等方面開(kāi)展了大量的工作，也取得了豐碩的成果。

地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)在大模型制作、控制加載、監(jiān)測(cè)量測(cè)、相似材料制備等方面得到了全面發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)了模型由平面到立體、應(yīng)力狀態(tài)由平面到真三軸、加載邊界由剛性到柔性、監(jiān)測(cè)量測(cè)由概略到精細(xì)、材料性質(zhì)相似由粗放到嚴(yán)格的轉(zhuǎn)變。但是，在部分深部特有問(wèn)題模擬上，如深部巖體的含能狀態(tài)、初始狀態(tài)、邊界條件以及與時(shí)間相關(guān)的變形破壞過(guò)程等，仍存在一些值得商榷之處。 2100433B

按研究的對(duì)象、任務(wù)和試驗(yàn)方法可分成不同類型：①在研究樞紐布置和各類建筑物的相互關(guān)系時(shí)，需要將整個(gè)樞紐包括上下游河段，縮制成模型進(jìn)行研究，稱整體模型試驗(yàn)；②研究某一建筑物，稱單項(xiàng)整體模型試驗(yàn)；③截取一個(gè)斷面放在玻璃水槽內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，稱斷面模型試驗(yàn)（或一維模型）；④研究建筑物及河渠某一部位水流現(xiàn)象，稱局部模型試驗(yàn)；⑤研究閘門止水等問(wèn)題，稱局部切片模型試驗(yàn)等。

模型三個(gè)方向的比尺相同的稱正態(tài)模型。如所研究水域范圍大，為保證模型內(nèi)有足夠水深，則須放大垂直比尺，稱為變態(tài)模型。模型中河床地形做成固定邊界的為定床模型：如研究河床的沖淤變化，則使用模型沙作成可沖淤的河床稱動(dòng)床模型。如模型水流中挾帶懸移質(zhì)的稱為渾水模型，否則稱為清水模型。

此外，還有氣流模型，減壓模型等。

巖體模型試驗(yàn)(model test of rock mass)為研究巖石力學(xué)問(wèn)題，根據(jù)相似原理對(duì)巖體物理模型進(jìn)行的試驗(yàn)。被模擬的巖體稱為原型，用來(lái)模擬巖體的實(shí)驗(yàn)體系稱為模型。