一种岩质边坡崩塌物理实验模型及方法

技术领域

本发明属于岩质边坡崩塌实验技术领域，具体涉及一种岩质边坡崩塌物理实验模型及方法。

背景技术

在我国岩质边坡崩塌灾害是一种高频地质灾害，岩质边坡致灾过程极短，且对灾区人民的生命财产安全造成巨大威胁。而对岩质边坡崩塌灾害的资料多是在发生灾变后才去现场进行采集，而灾变过程的各项参数很难获取，这也对研究岩质边坡致灾机理与监测预报研究带来了极大困难。而物理模型试验在一定程度上能还原岩质边坡灾变的过程，还能够通过对模型受力的关键部位进行物理力学参量的监测，有助于研究岩质边坡崩塌灾害。现阶段崩塌物理模型试验多为岩体崩塌破坏机理研究，单一研究崩塌灾害的破坏机理，没有能够深入研究崩塌灾害支护加固与监测预警系统相结合的物理实验模型。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中现有物理实验模型的不足，提供一种能够深入研究崩塌灾害支护加固与监测预警系统相结合物理实验模型。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种岩质边坡崩塌物理实验模型，所述物理实验模型包括：

岩质边坡模拟模块，通过相似模型试验对拟模拟岩质边坡进行模拟，其中，所述岩质边坡模拟模块由多个单元板堆砌组成，以对拟模拟岩质边坡的节理化现象进行模拟；

柔性护坡模拟模块，包括锚杆模型和锚网组件，多个所述锚杆模型将所述锚网组件固定在所述岩质边坡模拟模块的实验表面上，以对拟模拟岩质边坡的支护体系进行模拟；

监测模块，所述监测模块包括：

应力监测单元，设置于所述锚杆模型上，以对所述锚杆模型的轴力值进行实时监测；

形变监测单元，对所述岩质边坡模拟模块实验表面的实验表面进行应变位移监测。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验模型，作为优选地，所述锚网组件是由多个锚网单元相互连接形成的网状体，其中，所述锚网单元为金属丝，中部设有可形变的形变部，以通过形变部的形变模拟支护体系对拟模拟岩质边坡崩塌所产生冲击力的吸收。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验模型，更进一步地，所述形变部为所述金属丝卷绕所形成的螺旋结构。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验模型，作为优选地，所述单元板至少包括第一单元板和第二单元板，其中，所述第一单元板通过堆砌形成所述岩质边坡模拟模块的主体部，以对拟模拟岩质边坡节理化现象进行模拟；

所述第二单元板在所述岩质边坡模拟模块的坡面裂隙岩体区域堆砌，以对拟模拟岩质边坡的节理密集区进行模拟。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验模型，更进一步地，所述压力监测模块为锚杆轴力计。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验模型，作为优选地，所述形变监测单元为数字摄影测量软件系统，至少包括CCD相机和图像分析系统，所述CCD相机以非接触的方式对所述岩质边坡模拟模块的实验表面进行图像采集，图像分析系统对所述图像采集信息进行分析处理，以获得所述岩质边坡模拟模块实验表面的应变位移数据并输出。

一种岩质边坡崩塌物理实验方法，包括如下步骤：

步骤1，岩质边坡模拟模块搭建，通过相似模型试验对拟模拟岩质边坡进行模拟，其中，所述岩质边坡模拟模块由多个单元板堆砌组成，以对拟模拟岩质边坡的节理化现象进行模拟；

步骤2，柔性护坡模拟模块建立，包括锚杆模型和锚网组件，多个所述锚杆模型将所述锚网组件固定在所述岩质边坡模拟模块的实验表面上，以对拟模拟岩质边坡的支护体系进行模拟；

步骤3，监测模块安装，所述监测模块包括：应力监测单元，设置于所述锚杆模型上，以对所述锚杆模型的轴力值进行应变位移监测；

形变监测单元，对所述岩质边坡模拟模块实验表面进行应变位移监测。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验方法，作为优选地，在所述步骤3之后实施步骤4；

步骤4，地应力场模拟，沿所述岩质边坡模拟模块实验表面的周向进行多级压力加载，以使所述岩质边坡模拟模块形成崩塌模拟。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验方法，作为优选地，所在所述步骤4之后实施步骤5；

步骤5，通过监测模块获取崩塌模拟过程中所述实验表面应变位移数据和所述轴力值动态变化；

其中，所述形变监测单元为数字摄影测量软件系统，至少包括CCD相机和图像分析系统，所述CCD相机以非接触的方式对所述岩质边坡模拟模块的实验表面进行图像采集，图像分析系统对所述图像采集信息进行分析处理，以获得所述岩质边坡模拟模块实验表面的应变位移数据并输出。

如上所述的岩质边坡崩塌物理实验方法，作为优选地，步骤1中，所述单元板至少包括第一单元板和第二单元板，其中，所述第一单元板通过堆砌形成所述岩质边坡模拟模块的主体部，以对拟模拟岩质边坡节理化现象进行模拟；

所述第二单元板在所述岩质边坡模拟模块的坡面裂隙岩体区域堆砌，以对拟模拟岩质边坡的节理密集区进行模拟；

其中，

所述单元板的制作原料包括重晶石粉、细河沙、石膏粉和水，其具体制作步骤为：

配比称重：通过相似理论对应得出所述单元板模拟强度，基于所述单元板的模拟强度计算所述制作原料的配比关系，并对各制作原料进行量取；

搅拌：将量取后的制作原料进行混合，并通过手持搅拌机进行充分搅拌；

浇筑：将搅拌均匀后的浆液倒入经过刷油的单元板模具内，通过适当振捣使浆液水平；

刮平：将浆液与空气接触面进行刮平；

脱模：待单元板初凝后开始脱模，脱模后的模具进行下一轮的单元板制作；

晾晒：脱模后的单元板晾晒，使强度达到设计值。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

为了研究在采用NPR锚杆支护体系后岩质边坡崩塌的灾变模式以及预警准则判定，在基础岩质边坡崩塌物理模型实验的基础上，通过相似理论进行相似比计算，制作锚杆模型以及锚网组件，岩质边坡模拟模块的主体由单元板进行堆砌制作，通过单元板形成岩质边坡的节理化现象。

相对应的，配套制作了高精度的应力监测单元进行锚杆模型轴力值监测，该应力监测单元能实时监测锚杆轴力变化，其监测数据能为工程实践提供一定的参考。为更全面获取岩质边坡在崩塌灾害发生时，各部分岩体的应变位移数据；在岩质边坡模拟模块正侧面采用形变监测单元进行图像采集，通过散斑技术得出实验表面的应变位移数据，可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明具体实施例中岩质边坡模拟模块结构示意图；

图2为本发明具体实施例中柔性护坡模拟模块结构示意图；

图3为本发明具体实施例中柔性护坡模拟模块使用状态示意图；

图4为本发明具体实施例中多轴物理模型实验平台压力加载示意图；

图5为本发明具体实施例中应力监测单元与锚杆模型安装示意图；

图6为本发明具体实施例中数字散斑相关方法监测原理。

图例说明：1、坡面裂隙岩体区域；2、次生节理面；3、软弱结构面；4、第一单元板；5、第二单元板；6、锚杆模型；7、锚网单元；8、应力监测单元；9、主体部；10、加载平面；11、实验表面；6.1、恒阻套管；6.2、恒阻体；6.3、表面托盘；6.4、紧固螺母；6.5锚杆；7.1形变部。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供了一种岩质边坡崩塌物理实验模型及方法，为了研究在采用NPR锚杆支护体系后岩质边坡崩塌的灾变模式以及预警准则判定，在基础岩质边坡崩塌物理模型实验的基础上，通过相似理论进行相似比计算，制作锚杆模型6以及锚网组件，岩质边坡模拟模块的主体主要用单元板进行堆砌制作，通过单元板形成岩质边坡的节理化现象。

相对应的，配套制作了高精度的应力监测单元8进行锚杆模型6轴力值监测，该应力监测单元8能实时监测锚杆6.5轴力变化，监测原理和工程应用上的NPR锚杆轴力监测设备相似，其监测数据能为工程实践提供一定的参考。为更全面获取岩质边坡在崩塌灾害发生时，各部分岩体的位移变化，在岩质边坡模拟模块正侧面采用形变监测单元进行应图像采集，通过图像采集信息得出实验表面的应变位移数据，可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

如图1-5所示的岩质边坡崩塌物理实验模型，包括：岩质边坡模拟模块，通过相似模型试验对拟模拟岩质边坡进行模拟，其中，岩质边坡模拟模块由多个单元板堆砌组成，以对拟模拟岩质边坡的节理化现象进行模拟；柔性护坡模拟模块，包括锚杆模型6和锚网组件，多个锚杆模型6将锚网组件固定在岩质边坡模拟模块的实验表面11上，以对拟模拟岩质边坡的支护体系进行模拟；监测模块，所述监测模块包括：应力监测单元8，设置于锚杆模型6上，以对锚杆模型6的轴力值进行实时监测；形变监测单元，对岩质边坡模拟模块实验表面11进行应变位移监测。

为保证物理模型实验的科学性，在制作物理实验模型前，需要根据拟模拟的岩质边坡的几何尺寸、物理力学特征、破坏现象等进行相似模型比计算。除此之外，对于存在崩塌灾害危险的岩质边坡，其部分岩体存在节理化现象，对于该特性，采用单元板对岩体进行模拟具有较高的相似度：(1)单元板的破坏属于脆性破坏，这与岩体破坏模式有较高的相似度；(2)通过控制单元板的尺寸能容易模拟岩体节理化程度以及板岩状特征。在试验数据采集方面，为了能监测锚杆模型6在轴力的变化，在锚杆模型6上加装了应力监测单元8，该应力监测单元8能实时监测锚杆模型6所受到的轴力变化，监测原理和工程应用上的轴力监测设备相似，其监测数据也能为工程实践提供一定的参考。为更全面获取岩质边坡在崩塌灾害发生时，各部分岩体的位移变化，在模型侧面采用形变监测单元进行图像采集，以获得岩质边坡模拟模块实验表面11的应变位移数据。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本发明还具有如下实施方式，锚网组件是由多个锚网单元7相互连接形成的网状体，其中，锚网单元7为金属丝，中部设有可形变的形变部，以通过形变模拟支护体系对岩质边坡崩塌所产生冲击力的吸收。

本发明通过锚杆模型6以模拟NPR锚杆(即为恒阻大变形锚杆)的高恒阻、大变形、抗冲击的超常力学特性，通过锚网组件以对高韧高强锚网的模拟。

其中NPR锚杆是一种结构大变形的锚杆，其变形力学机制较为复杂。NPR锚杆变形分为两个阶段，弹性变形阶段：锚杆杆体材料受拉发生弹性变形；结构大变形阶段：当锚杆轴力达到设计值时，恒阻体6.2开始在恒阻套管6.1内滑动，结构开始大变形，直至系统再次稳定。为实现相同的变形力学机制，在符合相似理论的基础上制作了锚杆模型6，以在物理模型实验达到与实际NPR锚杆相似的力学效应。锚网是支护岩质边坡常用的一种支护方式，本发明所模拟的高韧高强锚网是通过微观NPR钢绞线进行编制构成，微观NPR钢绞线是一种新型材料(CN201810503966.5)，其静力拉伸曲线趋近于理想弹塑性曲线，且屈服平台消失，可利用延伸率远高于普通钢筋。为模拟实际工程中应用的微观NPR钢绞线所制成的高韧、大变形锚网，在保证强度与变形量相似的条件下，采用金属丝中部设置可形变的形变部，以该形变部作为锚网组件是的预留变形量，用以模拟锚网大变形的过程。

在本实施例中，为保证模型试验中支护措施具有相同的力学效应，制作了锚杆模型6，如图5所示，锚杆模型6同样包括恒阻套管6.1、恒阻体6.2、紧固螺母6.4、表面托盘6.3和锚杆6.5，其中，锚杆6.5一端固连在岩质边坡模拟模块内部，另一端伸入恒阻套管6.1内，恒阻套管6.1内装配有恒阻体6.2，恒阻主体为锥台状，其较小一端固连所杆另一端，表面托盘6.3滑动装配在恒阻套管6.1外壁，恒阻套管6.1端部设有外壁螺纹装配有对表面托盘6.3进行限位的紧固螺母6.4；当锚杆模型6受力达到设计值时，锚杆6.5的恒阻体6.2开始在恒阻套管6.1内发生摩擦滑移，且在该过程中，锚杆6.5轴力维持在设计值P

本发明还具有如下实施方式，如图2-3所示，锚网组件是由多个锚网单元7相互连接形成的网状体，其中锚网单元7为金属丝，中部设有可形变的形变部，以通过形变部的形变模拟支护体系对拟模拟岩质边坡崩塌所产生冲击力的吸收，采用柔性护坡模拟模块对岩质边坡模拟模块的边坡进行防护，防止围岩破坏形成崩塌灾害。为模拟实际工程中应用的微观NPR钢绞线所制成的高韧、大变形锚网，在保证强度与变形量相似的条件下，采用金属丝中部设置可形变的形变部，以该形变部作为锚网组件是的预留变形量，用以模拟锚网大变形的过程。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在本实施例中，本发明设计了具有大变形特征的锚网组件，锚网组件由锚网单元7连接组成的网状体，锚网单元7采用具有形变部(预留变形量)的金属丝(钢丝)，其中形变部为金属丝卷绕所形成的螺旋结构，锚网组件在受冲击力拉伸过程中，首先锚网单元7的预留变形量(形变部)被拉伸，锚网组件发生大变形吸收冲击能量，后续锚杆模型6所受到的轴力继续上升(该过程锚网组件变形量较小，可忽略其变形量)。经过对锚网组件进行拉伸试验得出，其力-位移曲线前段与微观NPR钢绞线相近(接近理想弹塑性曲线)，故可用以模拟微观NPR钢绞线。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本发明还具有如下实施方式，单元板至少包括第一单元板4和第二单元板5，其中，第一单元板4通过堆砌形成岩质边坡模拟模块的主体部9，以对拟模拟岩质边坡节理化现象进行模拟；第二单元板5在岩质边坡模拟模块的坡面裂隙岩体区域1堆砌，以对拟模拟岩质边坡的节理密集区进行模拟。

此处主体部用于模拟拟模拟岩质边坡的基岩，而基岩应属于较为完整的岩体，在进行岩质边坡模拟模块搭建时，只要保证其节理化程度远低于节理发育处岩体即可，但是不可采用完全无节理的单元板进行模拟。

其中，裂隙岩体区域所占比例确定过程如下：首先，根据现场地勘钻孔数据，得出破碎岩体的深度及分布特征；再根据所建立物理模型的尺寸大小，确定基岩和破碎岩体的模拟比例，其中破碎岩体区域即坡面裂隙岩体区域1。

如图1所示，根据实验拟模拟岩质边坡的形状，对单元板堆砌以对岩质边坡模拟模块进行模型搭建，结合现场实际的地质条件，通过单元板的分层搭建，以模拟岩石层的软弱结构面3和次生节理面2，还原边坡岩体的真实结构。其中，单元板各层之间的横向缝隙可视为岩体中的软弱结构面3，单元板之间的竖向裂缝可视为岩体中的节理裂隙。

在岩质边坡模拟模块搭建过程中，对出现上下层以及同层单元板平铺，不平整的部位进行磨平或使用少量石膏粉进行铺垫，以保持各层单元板尽可能搭建平整，在岩质边坡模拟模块的顶部和底部各铺设一层钢板与多轴物理模型实验平台液压缸压头水平相互接触，通过轴物理模型实验平台进行压力加载，以确保岩质边坡模拟模块顶部与底部受力均匀，从而更加真实地模拟现场崩塌岩体受力环境。

本发明还具有如下实施方式，压力监测模块为锚杆6.5轴力计，为实时监测锚杆模型6的轴力变化情况，为锚杆模型6设计了高精度锚杆模型6轴力计，如图5所示。该装置通过压敏材料测量锚杆6.5轴力值，再通过静态应变采集仪进行实时监测压力数据，其监测原理与工程应用的锚杆轴力计相似，故其监测数据的更具有参考性。该锚杆轴力计中部设有穿孔，以在锚杆套管上进行滑动装配，锚杆轴力计通过表面托盘6.3和紧固螺母6.4进行限位，为保证测量结果，在锚杆轴力计与岩质边坡模拟模块坡面之间加设一个表面托盘6.3。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本发明还具有如下实施方式，形变监测单元为数字摄影测量软件系统，至少包括CCD相机和图像分析系统，CCD相机以非接触的方式对岩质边坡模拟模块的实验表面11进行图像采集，图像分析系统对图像采集信息进行分析处理，以获得岩质边坡模拟模块实验表面11的应变位移数据并输出。

具体地，数字摄影测量软件系统采用数字散斑技术(DSCM)对岩质边坡模拟模块正侧面进行非接触式图像采集，具体，利用CCD相机进行图像采集，其原理如图6所示，通过感光传感器，得到模拟图像信号，经过模数转换器获得数字图像信号，再利用图像处理技术，对试验目标进行变形或应变处理，分析其变化的精密测量技术。

数字摄影测量软件系统由硬件和软件两大部分组成，硬件为CCD相机，软件系统为图像分析系统，包括两部分：一是图像变形分析系统，对所采集的图像采集信息进行图像相关分析，直接获得位移数据，并通过变形解释获得应变数据；二是数据后处理，数据主要对来自于图像分析的计算结果，根据研究目的，作进一步的统计和分析，如数据可视化、数据分类提取和图像输出。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

在本实施例中，还设置有照明系统(卤素灯或LED灯)以及固定装置等。照明系统用以对岩质边坡模拟模块进行照明，提高所采集图片信息的清晰度，固定装置为固定支架，用以对照明系统和CCD相机进行固定。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本发明还提供了一种岩质边坡崩塌物理实验方法，包括如下步骤：

步骤1，岩质边坡模拟模块搭建，通过相似模型试验对拟模拟岩质边坡进行模拟，其中，岩质边坡模拟模块由多个单元板堆砌组成，以对拟模拟岩质边坡的节理化现象进行模拟；

步骤2，柔性护坡模拟模块建立，包括锚杆模型6和锚网组件，多个锚杆模型6将锚网组件固定在岩质边坡模拟模块的上，以对拟模拟岩质边坡的支护体系进行模拟；

步骤3，监测模块安装，包括：应力监测单元8，设置于锚杆模型6上，以对锚杆模型6的轴力值进行实时监测；

形变监测单元，对岩质边坡模拟模块实验表面11进行应变位移监测。

为保证物理模型实验的科学性，在制作物理实验模型前，需要根据拟模拟的岩质边坡的几何尺寸、物理力学特征、破坏现象等进行相似模型比计算。除此之外，对于存在崩塌灾害危险的岩质边坡，其部分岩体存在节理化现象，对于该特性，采用单元板对岩体进行模拟具有较高的相似度：(1)单元板的破坏属于脆性破坏，这与岩体破坏模式有较高的相似度；(2)通过控制单元板的尺寸能容易模拟岩体节理化程度以及板岩状特征。在试验数据采集方面，为了能监测锚杆模型6在轴力的变化，在锚杆模型6上加装了应力监测单元8，该应力监测单元8能实时监测锚杆模型6所受到的轴力变化，监测原理和工程应用上的轴力监测设备相似，其监测数据也能为工程实践提供一定的参考。为更全面获取岩质边坡在崩塌灾害发生时，各部分岩体的位移变化，在模型侧面采用形变监测单元进行图像采集，并对图像采集信息进行分析处理，以获得岩质边坡模拟模块实验表面11的应变位移数据。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本发明还具有如下实施方式，岩质边坡往往处在一个地应力较为复杂的地质区域内，为此，需采用多轴的物理模型实验平台进行地应力场的模拟。因此，实验方法还包括：步骤4，地应力场模拟，沿岩质边坡模拟模块实验表面11的周向进行多级压力加载，以使岩质边坡模拟模块形成崩塌模拟。

在本实施例中，多轴物理模型实验平台至少具有四个用于进行压力加载的加载平面10，以对地应力场进行模拟，四个加载平面10沿岩质边坡模拟模块实验表面11的周向对岩质边坡模拟模块进行压力加载，以使岩质边坡模拟模块形成崩塌。加载平面10对应连接有液压缸，在岩质边坡模拟模块的顶部和底部各铺设一层钢板与多轴物理模型实验平台液压缸压头水平相互接触，通过轴物理模型实验平台进行压力加载，以确保岩质边坡模拟模块顶部与底部受力均匀，从而更加真实地模拟现场崩塌岩体受力环境。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本发明还具有如下实施方式，实验方法还包括：步骤5，通过监测模块获取崩塌过程中实验表面11位移和轴力值动态变化；其中，形变监测单元为数字摄影测量软件系统，至少包括CCD相机和图像分析系统，CCD相机以非接触的方式对岩质边坡模拟模块的实验表面11进行图像采集，图像分析系统对图像采集信息进行分析处理，以获得岩质边坡模拟模块实验表面11的应变位移数据并输出。

在试验数据采集方面，为了能监测锚杆模型6在变形的过程中轴力的变化，在锚杆模型6上加装了应力监测单元8，该应力监测单元8能实时监测锚杆模型6所受到的轴力变化，监测原理和工程应用上的轴力监测设备相似，其监测数据也能为工程实践提供一定的参考。为更全面获取岩质边坡在崩塌灾害发生时，各部分岩体的位移变化，在模型正侧面采用形变监测单元对实验表面11进行实时监测，以获得崩塌实验过程中岩质边坡模拟模块实验表面11位移数据。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

本发明还具有如下实施方式，步骤1中，单元板至少包括第一单元板4和第二单元板5，其中，第一单元板4通过堆砌形成岩质边坡模拟模块的主体部9，以对拟模拟岩质边坡节理化现象进行模拟；

第二单元板5在岩质边坡模拟模块的坡面裂隙岩体区域1堆砌，以对拟模拟岩质边坡的节理密集区进行模拟；如图1所示，根据实验拟模拟岩质边坡形状，对单元板堆砌以对岩质边坡模拟模块进行模型搭建，结合现场实际的地质条件，通过单元板的分层搭建，以模拟岩石层的软弱结构面3和次生节理面2，还原边坡岩体的真实结构。其中，单元板各层之间的横向缝隙可视为岩体中的软弱结构面3，单元板之间的竖向裂缝可视为岩体中的节理裂隙。

在岩质边坡模拟模块搭建过程中，对出现上下层以及同层单元板平铺，不平整的部位进行磨平或使用少量石膏粉进行铺垫，以保持各层单元板尽可能搭建平整，在岩质边坡模拟模块的顶部和底部各铺设一层钢板与多轴物理模型实验平台液压缸压头水平相互接触，通过轴物理模型实验平台进行压力加载，以确保岩质边坡模拟模块顶部与底部受力均匀，从而更加真实地模拟现场崩塌岩体受力环境。

在本实施例中，单元板的制作原料包括重晶石粉、细河沙、石膏粉和水，其具体制作步骤为：

配比称重：通过相似理论对应得出单元板模拟强度，基于单元板的模拟强度计算制作原料的配比关系，并对各制作原料进行量取；

搅拌：将量取后的制作原料进行混合，并通过手持搅拌机进行充分搅拌；

浇筑：将搅拌均匀后的浆液倒入经过刷油的单元板模具内，通过适当振捣使浆液水平；

刮平：将浆液与空气接触面进行刮平；

脱模：待单元板初凝后开始脱模，脱模后的模具进行下一轮的单元板制作；

晾晒：脱模后的单元板晾晒，使强度达到设计值。

在一定范围内，重晶石粉(硫酸钡)在配方中主要作用是调整单元板密度，重晶石粉含量越高单元板密度越大；细河沙在配方中主要作用是调整强度，细河沙含量越高单元板强度越大；石膏主要起粘结剂作用，石膏含量可以控制单元板初凝时间，一般含量较高初凝越快；水起溶剂作用。

综上所述，本发明提供了一种岩质边坡崩塌物理实验模型及方法，为实现相同的变形力学机制，在符合相似理论的基础上制作了锚杆模型6，以在物理模型实验达到与NPR锚杆相似的力学效应。锚网支护是岩质边坡常用的一种支护方式，锚网可通过微观NPR钢绞线进行编制构成，微观NPR钢绞线是一种新型材料(CN201810503966.5)，其静力拉伸曲线趋近于理想弹塑性曲线，且屈服平台消失，可利用延伸率远高于普通钢筋。为模拟实际工程中应用的微观NPR钢绞线所制成的高韧、大变形锚网，在保证强度与变形量相似的条件下，采用金属丝中部设置可形变的形变部，以该形变部作为锚网组件是的预留变形量，用以模拟锚网大变形的过程。在试验数据采集方面，为了能监测锚杆模型6在变形的过程中轴力的变化，在锚杆模型6上加装了应力监测单元8，该应力监测单元8能实时监测锚杆模型6所受到的轴力变化，监测原理和工程应用上的轴力监测设备相似，其监测数据也能为工程实践提供一定的参考。为更全面获取岩质边坡在崩塌灾害发生时，各部分岩体的位移变化，在模型侧面采用形变监测单元进行实时监测，以获得崩塌实验过程中岩质边坡模拟模块实验表面11应变位移数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。