一种能够控制浸润线的坝体模型建立方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种巧体模型建立方法，尤其设及一种用来研究尾矿库巧体、±石巧 及边坡稳定性和形变。
【背景技术】
[0002] 在研究尾矿库巧体、±石巧及边坡等巧体的稳定性和形变实验中，巧体内存在渗 流水时，渗流水的埋深即浸润线的位置对巧坡的变形和失稳影响重大，在传统试验中，往往 只能做到对地上水位的控制，不能直接对渗流水浸润线位置和形状进行准确的控制。
[0003]目前在存在地下渗流水的模型试验中，一般都没有提出如何控制地下渗流水位置 的措施，尤其是对于尾矿巧、±巧和边坡等巧坡中的浸润线位置，该是因为该类巧坡中各处 的地下水位不同，浸润线是一个曲线，难W准确控制。浸润线主要受到底下水位的影响，同 时也受到地上水位的影响，传统的方法是改变地上水水位间接控制浸润线，该种方式很难 准确控制。而浸润线位置是否准确影响实验的准确性。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够控制浸润线的巧体模型建立方法，能够 控制模型试验中浸润线的形状和分布特征，提高实验的准确性。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
[0006] 一种能够控制浸润线的巧体模型建立方法，包括W下步骤，
[0007] 步骤a、在建立巧体模型之前根据所模拟实际巧体的浸润线的形状、位置确定巧体 模型的浸润线的形状、位置，在巧体模型的浸润线上按照浸润线的形状划分若干大段；
[000引步骤b、将大段平均分为=部分，将该=部分的分界点作为浸润线上的四个关键控 制点，其中位置最高的关键控制点为入渗点，将其余=个关键控制点的模型埋深分别设定 为恥、恥、&4,将四个关键控制点到巧体模型的坡脚的水平距离分别设定为Li+3Ld、L片Ld、 Li+Ld、Li，将四个关键控制点到巧体模型底部的垂直距离分别是Hi、&、&、如
[0009] 步骤C、在步骤b的基础上，在巧体模型内、步骤b所述的大段内侧假设一个与地面 夹角为a、与地面相交的理论不透水层，假设四个关键控制点中的最低位置的关键控制点 与理论不透水层和地面交点的水平距离为L。，
[0010] 理论不透水层与浸润线之间的关系符合渗流基本方程
其中i 为理论不透水层的坡度，h为实际模型中浸润线上的某一点与理论不透水层之间实际的竖 直距罔；
[0011] 将模型中四个关键控制点到理论不透水层的竖直距离设定为hi、tv和h4,并且 hi、hg、hg和h4細足W下关系，
[0012]
[001引将上式中的111心心心分别代入渗流基本方程
并进行求解得到
[0014]
[0015] 通过对上式进行求解则计算出a和L。，从而确定理论不透水层的位置；
[0016] 步骤d、计算相对不透水层的位置
[0017] 相对不透水层是指铺设在巧体模型内的水平的不透水材料，每个关键控制点对应 一层相对不透水层，
[001引第1层相对不透水层距离地面高度为utana，第1层相对不透水层外侧边缘到 坡脚的距罔为^束2层相对不透水层距罔地面局度为（L0+Ld)tana，束2层相对不透水 层外侧边缘到坡脚的距离为Li+Ld;第3层相对不透水层距离地面高度为江。+化dHana，第 3层相对不透水层外侧边缘到坡脚的距离为Li+2Ld;第4层相对不透水层距离地面高度为 (U+3Ld)tana，第4层相对不透水层外侧边缘到坡脚的距离为Li+3Ld;
[0019] 步骤e、重复步骤b~d，计算出其他大段的相对不透水层的位置；
[0020] 步骤f、建立巧体模型，在巧体模型的相应位置铺设相对不透水层。
[0021] 本发明的进一步改进在于；步骤a中划分大段数量为2~3段。
[0022] 本发明的进一步改进在于；步骤d的不透水材料为可溶性糖纸。
[0023] 本发明的进一步改进在于；步骤d的不透水材料为刷上淀粉糊的滤纸。
[0024] 由于采用上述技术方案，本发明所产生的有益效果在于：
[0025] 本发明能够控制模型试验中浸润线的形状和分布特征，提高实验的巧体模型与实 际巧体的相似性，从而提高实验的准确性。
[0026] 本发明根据巧体浸润线的形状对巧体的浸润线分成若干大段，分段进行研究，根 据实际巧体的浸润线的实际位置和形状近似进行划分，能够模拟形状复杂的浸润线，提高 试验的准确性。
[0027] 本发明假设理论不透水层，理论不透水层与浸润线之间的关系可W由渗流基本方 程确定，求出理论不透水层，控制理论不透水层的位置就能控制浸润线的位置。
[002引本发明在建立巧体模型时在巧体内用不透水材料铺设四层水平的相对不透水层， 不透水层采用水平铺设替代原假设的理论不透水层，减小了不透水层对巧坡稳定性的影 响，同时可W保证浸润线W下巧体为湿润的，不影响巧体模型的强度。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明的浸润线分布示意图；
[0030] 图2是本发明的理论不透水层分布示意图；
[0031] 图3是本发明的相对不透水层分布示意图。
[003引在附图中；1、浸润线，2、坡面，3、理论不透水层，4、第1层相对不透水层，5、第2层 相对不透水层，6、束3层相对不透水层，7、束4层相对不透水层。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
[0034] 一种能够控制浸润线的巧体模型建立方法，包括W下步骤，
[0035] 步骤a、在建立巧体模型之前根据所模拟实际巧体的浸润线的形状、位置确定巧体 模型的浸润线1的形状、位置，在巧体模型的浸润线1上按照浸润线1的形状划分若干大 段。
[0036] 步骤b、将第一大段AD平均分为AB、BC和CDS部分，如图1所示，浸润线1上的点 A、B、C、D为关键控制点，A点为入渗点；测量出B点坡面2的竖直方向的距离为C点坡 面2的竖直方向的距离为恥、〇点坡面2的竖直方向的距离为恥，即A、B、C、D四个点的埋 深分别为&2、&3、&4;测量出A点到坡脚0的水平方向上的距离为Li+3Ld，测量出B点到坡 脚0的水平方向上的距离为Li+2Ld，测量出C点到坡脚0的水平方向上的距离为Li+Ld，测量 出D点到坡脚0的水平方向上的距离为Li;测量出点A到巧体模型的底部即地面的距