岩体物理模拟实验中的相似材料配比

摘要

为确定岩体物理模拟实验中常见相似材料的配比，首先选取河砂、重晶石粉、石膏和水泥四种原料，采用正交设计的方法，设置骨胶比（河砂和重晶石粉质量与石膏和水泥质量之比）、水膏比（水泥质量与石膏质量之比）和重晶石掺量（重晶石粉质量与骨料质量之比）3个因素，每个因素5个水平，开展单轴压缩情况下的密度试验和声发射试验，然后确定不同配比对相似材料物理力学指标和表征损伤程度指标（D）的敏感性。试验结果表明：在骨胶比影响下，相似材料密度、抗压强度和弹性模量的极差最大，分别为0.13 g/cm³、2.60 MPa和247 MPa,F检验值最大，显著性最高；在重晶石掺量影响下，泊松比的极差最大，为0.09,同样显著性最高；在骨胶比影响下D的极差最大，为0.25,显著性最高。总的来说，骨胶比对相似材料密度、抗压强度、弹性模量和D起控制作用，重晶石掺量对泊松比起控制作用；重晶石掺量最优为20%。

关键词

物理模拟实验 / 相似材料 / 正交设计 / 敏感性 / 损伤特征

基金资助

国家自然科学基金项目(41807270); 中央高校基本科研业务费专题研究重点项目(ZY20215113); 防灾科技学院研究生创新基金项目(ZY20230311)