杜建明， 房 倩， 刘 翔， 海 路

(北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心， 北京 100044)

物理模拟试验技术以相似原理为理论基础，通过正确有效的物理模型更加深入地认识原型，是岩土工程诸多领域进行科学研究与技术问题解决的重要手段之一[1]。而岩土工程的建设过程又势必会遇到工程本身及与其所处地层环境之间的相互关系等众多复杂问题，如土体与结构之间相互作用机理[2]以及土体变形控制方法[3]等科学技术问题，这些问题的研究解决都与土体内部变形规律密不可分。然而，传统的普通相似材料由于其内部不可见而无法对土体内部变形规律进行全面细致的“直接观测”。透明土相似材料的出现使得对模型内部变形进行“直接观测”成为可能。透明土相似材料是具有天然土体工程性质的人工合成透明模拟材料的统称，由骨料和具有相同或相近折射率的孔隙液体配制而成。因为骨料和孔隙液体具有相同或相近的折射率，光线在经过时就不会发生明显的折射或散射，故这种“土体”就是透明的[4]。

Allersma[5]利用碎玻璃制备的透明材料研究剪切条件下材料应力应变分布情况，但该透明材料具有高压易碎的缺陷。Mannheimer[6]利用无定形硅粉和溴化钙溶液配制的透明浆液标志着透明土的孕育而生。Iskander等[7]、Saderk等[8]利用无定形二氧化硅和矿物油混合溶液合成了低塑性黏土(俗称“透明黏土”)，利用硅胶合成能够模拟静动力学的砂土(俗称“透明砂土”)。……