1.一种模拟不同风化状态碳酸岩地质力学模型的相似条件确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、几何相似，根据相似第一定理将原型的尺寸按照一定比例缩小做成试验模型尺寸，以角标H表示原型、角标M表示模型、α表示原型与模型各物理量之间的相似比例，几何相似需满足以下条件：上式中：αL-长度相似常数，αA-面积相似常数，αV-体积相似常数，对于岩土工程与水利工程结构的模拟，定性模型的几何尺寸其相似常数αL通常为100至200，而定量模型的αL需取

20至50；

步骤2、物理相似，岩溶地区的桩基采用嵌岩桩，通过对岩石变形特性及破坏机制进行分析，确定岩溶区桩基持力层的安全厚度，在考虑溶洞自重及强度条件下，确定相似材料的物理相似条件，该步骤还包括以下三个子步骤：步骤2.1、弹性范围内不考虑自重时的相似条件

不考虑岩体自重时，主要的物理相似常数为：

上式中：ασ-应力相似常数；αE-弹性模量相似常数；

根据原型与模型中应力-应变曲线应当用同一方程表示的要求，有：上式中，εH、εM分别为原型和模型的应变，将EH＝αEEM，αH＝ασσM，εH＝αεεM代入公式(4)，可将公式(4)改写为：使公式(5)和公式(6)相等，则有相似指标：

由于ε是无量纲的，应变相似常数αε＝1，则有：

αE＝ασ     公式(8)

不计自重的情况下，应力相似常数可随意选取；

步骤2.2、弹性范围内考虑自重时的相似条件

考虑岩土自重时，相似常数还应包括：

上式中，αγ是容重相似常数，γH、γM分别为原型和模型的容重；

根据弹性力学原理和相似原理，原型和模型需满足平衡方程和变形协调方程，可求得相似指标为：同时还应满足公式(8)，其中S为常数；

步骤2.3、泥灰岩相似材料的相似条件

相似模拟试验中，需要获得溶洞顶板的极限承载力，所以主要的相似常数除了满足公式(8)、公式(9)和公式(10)，还要满足强度的相似要求，试验中只考虑抗压强度，强度极限与应力的量纲一致，选择模拟材料的强度指标时，可以根据下式换算：公式(11)中，[σC]H、[σC]M分别为原型和模型的抗压强度，其他参数物理意义同上，同样，内聚力C与应力的量纲一致，选择模型材料的内聚力时，可根据下式换算：公式(12)中，[C]H、[C]M分别为原型和模型的内聚力，其他参数物理意义同上；

内摩擦角 是无量纲的，相似指标需满足：内摩擦角相似常数

综上，岩溶桩基相似模拟实验中，泥灰岩相似材料相似指标需满足：

2.一种模拟不同风化状态碳酸岩的地质力学模型相似材料配比确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据原型岩体风化程度，将其分为强风化泥灰岩、中风化泥灰岩和弱风化泥灰岩三种类型，根据每种类型的原型岩石力学参数和相似条件计算出目标模拟材料的各项力学参数；

步骤2、试验按材料质量配合比设计，选用河沙为骨料，水泥+石膏为主要胶凝材料，硅藻土粉末/红黏土粉末/泥灰岩粉末为调节材料，选取5个变量：砂的含量占比A、水泥+石膏含量占比B、硅藻土含量占比C、红黏土含量占比D、泥灰岩粉含量占比E；其中，试件总质量为

100％，水泥与石膏两种材料质量占比保持一致，拌合水用量为总质量的1/7，共设计了n1种不同的骨料占比、n2种不同的胶凝材料占比、n3组配合比方案；

步骤3、模型制备，根据配比计算出每组试块的沙、石膏、水泥、硅藻土、红黏土粉末、泥灰岩粉用量，倒入盆中加入水均匀搅拌，随后倒入模具内振捣夯实，静置后脱模，并继续在标准状态下养护结束后，即完成试件模型制备；

步骤4、将步骤3中制备的试件模型自然风干后称重，之后将试件模型浸没水中1天以上，即可进行饱和单轴抗压室内试验和直剪试验；饱和单轴抗压室内试验按照《工程岩体试验方法标准》进行，饱和单轴抗压试验仪器采用TMT—25型全自动加载系统试验机，自动施加荷载且记录试件的变形位移；

单轴抗压试验完成后，选取部分抗压强度及密度与目标值相近的组的配合比制作直剪试样，进行直剪试验；根据《公路土工试验规程》JTGE40-2007规定，直剪试验使用ZJ-2型手动等应变直剪仪，试样用内径6.18cm，高2.0cm尺寸的环刀制备，试件脱模后标准养护10天、自然风干4天，随后将制备好的试件放入直剪仪的剪力盒中，试件上下均为透水石；装好试样后分别进行加载，每组试验用4个试件，分别在100kPa、200kPa、300kPa、400kPa的垂直压力下，以0.8mm/min的速率进行直剪，使试件在4～5min内剪坏，读取百分表并记录在每级垂直荷载下的最大读数；

步骤5、将试验中得到试件数据进行整理，将饱和单轴抗压强度f除以试件截面积A可得到竖向应力σ，竖向位移量ΔH除以试件高度H可得到应变ε，随后可将f-ΔH压力-位移曲线转化为σ-ε应力-应变曲线；

步骤6、根据应力-应变曲线结构可知，在应力-应变曲线的变化中，模拟材料的各变量占比发生变化时，试件的空隙闭合应力、峰值强度应力与应变数值也在呈规律性变化：当含砂率为50％，且胶结材料含量为35％时模拟材料的应力-应变曲线用于模拟弱风化泥灰岩；

当含砂率为66.6％至80％，且胶结材料含量为14％至24％时模拟材料的应力-应变曲线适用于模拟中风化泥灰岩；

当含砂率达到80％以上、胶结材料含量为11％以下时，模拟材料的应力-应变曲线适用于模拟强风化泥灰岩。

3.如权利要求2所述模拟不同风化状态碳酸岩的地质力学模型相似材料配比确定方法，其特征在于：所述步骤1中，力学参数包括模型的密度、抗压强度、弹性模量、内聚力和内摩擦角。

4.如权利要求2所述模拟不同风化状态碳酸岩的地质力学模型相似材料配比确定方法，其特征在于：步骤2中，设计骨料占比种类n1的范围为4-7，胶凝材料占比种类n2的范围为10-15，总的配合比方案种类n3范围为40-55。

5.如权利要求2所述模拟不同风化状态碳酸岩的地质力学模型相似材料配比确定方法，其特征在于：步骤3模型制备过程中，静置至少1一天后脱模，并继续在标准状态下养护至少10天后完成试件模型制备。