地质力学磁力模型试验原理及其在工程中的应用

作     者：罗先启 毕金锋 LUO Xian-qi;BI Jin-feng

作者机构：上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2018年第39卷第1期

页      面：367-374页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)资助(No.2011CB013505) 国家自然科学基金资助(No.51279100) 

主　　题：地质力学模型试验 土工离心模型试验 地质力学磁力模型试验 梯度磁场 边坡稳定 

摘      要：地质力学磁力模型试验借鉴土工离心模型试验中利用离心力模拟重力的思想。在均匀梯度磁场中,掺有铁磁材料的相似材料会受到均匀的磁力作用,由此可以利用均匀的磁力场模拟重力场。根据电磁学基本原理和磁路设计原理,设计并制造了一台2 000匝线圈的均匀梯度磁场发生装置。该装置在220 V电压情况下,能够产生0~16 A电流,在1.2 m×1.2 m×1.0 m试验空间内,可将磁性相似材料的重度提高10~30倍。以锦屏一级电站左岸高陡边坡为例,进行地质力学磁力模型试验。试验结果表明,在一定的电流作用下,可以使模型所受体力的提高倍数达到相似比的要求,并与数值模拟结果进行了对比,试验结果与计算结果基本一致。在增加通电电流时,试验设备可以模拟边坡的超载过程,进而可以求出边坡的超载安全系数。