随着模型试验技术的不断发展,越来越多的原料按照不同配比制作成各类相似材料,正确地选择相似材料是模型试验成功的前提和保证[118]。对于隧道渗流试验而言,其实质是模拟隧道施工前后地下渗流场的演变过程及隧道防排水体系,合理地研制符合围岩及隧道各个结构渗透系数的相似材料成为试验重点。国内外有大量学者对用于隧道渗流试验的相似材料进行了研究,张杰等[119]通过对骨料、胶凝剂和添加剂等材料的选择和配比,研制了“固-液”两相模型材料,解决了固体模型材料遇水崩解的问题;黄庆享等[120]通过强度、塑形和水理性的配比试验,研究隔水层的应力-应变全程相似和水理性相似的“固-液”耦合材料;李术才等[121]应用地质力学模型试验的流-固耦合相似理论,研制了一种由砂、重晶石粉、水泥及凡士林等组成的新型流-固耦合相似材料;胡指南等[122]在水泥混凝土中掺入聚丙烯纤维、膨润土和粉煤灰等制成弹性模量低、强度高的隧道模型相似材料;HYUK Sangjung等[123]利用泡沫混凝土和可渗性混凝土等材料建立隧道模型,对既有隧道排水系统的沉淀物治理进行研究;WANG Xiuying等[124]采用砂、水泥和硅酸钠等材料模拟隧道围岩及注浆圈等结构,研究高水位隧道的衬砌外水压力。以上研究普遍具有两个问题:一是因试验目的不同,多数相似材料注重配制后的物理力学特性,忽略了对材料渗透系数的有效控制,故不适用于以地下水渗流理论为出发点的隧道渗流及防排水问题;二是现有研究集中在围岩相似材料的配比和研制上,未对如注浆圈、初衬、二衬等隧道防排水体系进行合理渗透系数的相似材料研究,试验模型整体相似度较差。因此,有必要以控制相似材料的渗透系数为核心,对配制隧道渗流试验中涉及的围岩、注浆圈、初衬等结构做进一步研究。(www.xing528.com)
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