弯曲复合式倾倒试验模型优化

本次弯曲复合式倾倒离心机模型试验是在作科研项目中的附加的一次兴趣试验，是在离心机试验室中发现一些其他试验的铝合金标记块，制作了弯曲复合式倾倒试验模型。

试验中采用的模型为铝合金块尺寸有两种，分别为33mm×31mm×31mm和29mm×29mm×28mm，单块质量分别为83g和65g，计算密度均为2.617g/cm3，水平放置的试验模型，如图8-7所示。

根据测定，铝块弹性模量取为69GPa，泊松比0.34。铝块与底板的摩擦角为22.5°。为了测定铝块之间的摩擦系数，用直剪仪作了多组铝块间直剪试验，测试中铝块间摩擦角有较大的离散性。分析原因:一是铝块较小、直剪仪的精度不够；二是铝块表面是铣床加工的，加工精度不高，手摸感到有明显的加工螺纹，不同方向抗剪参数不同。因此采用试算法计算倾倒破坏时的铝块摩擦系数。

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图8-7　岩块弯曲复合式倾倒设计模型样式图

为精确测定产生试验模型倾倒时的角度，采用角度可调式模型箱，模型箱由微型电机驱动，在额定的离心力场中可自动调节模型箱的倾斜角度。模型箱上安装各类传感器，测量模型的位移和倾角等参数。

水平码放的试验模型放置在可旋转试验箱内，当离心机加速度达到设定的值并稳定运行一段时间后，再启动试验箱旋转电机，使模型箱产生角度，块体倾斜而产生力矩。随着试验箱旋转的角度逐渐增加，力矩逐渐增大，沿横节理的累积位移增大，倾倒变形也随之逐步增加，最后发生位移突变，发生块体倾倒塌落。