一種硬巖相似模型試驗材料及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種硬巖相似模型試驗材料及其制備方法，硬巖相似模型試驗材料采用細河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精為原料，通過不同的質量配比，獲得具有硬巖應力?應變特性的相似模型試驗材料；該材料強度較低，便于相似模型試驗中的加載，小型加載設備便可；該材料的力學性能穩定。其原材料來源廣，非常易于加工、養護方便，力學性能在室溫下較穩定，可用于模擬硬巖材料，有利于解決巖體工程中的實際問題。其制備方法簡單、價格低廉、實用性強。
【專利說明】
一種硬巖相似模型試驗材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種硬巖相似模型試驗材料及其制備方法，尤其是一種適用于模擬硬巖材料的相似模型試驗材料。
【背景技術】
[0002]相似模型試驗是按一定的幾何、物理關系，用模型代替原型進行測試研究，并將研究結果用于原型的相似模型試驗方法。它是一種重要的科學研究手段，是在實驗室內按相似原理制作與原型相似的模型，借助測試儀表觀測模型內力參數及其分布規律，利用在模型上研究的結果，借以推斷原型中可能發生的力學現象以及巖體壓力分布的規律，從而解決巖體工程生產中的實際問題。這種研究方法具有直觀、簡便、經濟、快速以及試驗周期短等優點。而且能夠根據需要，通過固定某些參數，改變另一些參數來研究實際工程中的應力隨時間的變化規律，這些都是在現場條件下難以實現的。
[0003]在巖土工程科學研究中，經常涉及到硬巖材料的相關理論研究，而具有硬巖應力-應變曲線關系的材料都是進行理論研究的重要試驗材料，因此，研制出這種材料是必要的。而目前還沒有關于研制具有硬巖應力-應變曲線的相似模型試驗材料的報道。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題就是提供一種能夠滿足相似模型試驗及巖土工程理論研究的硬巖相似模型試驗材料。還提供一種硬巖相似模型試驗材料的制備方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的一種硬巖相似模型試驗材料，采用細河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精為原料，經混合均勻制備而成，其質量配比如下:
細河砂100份；
重晶石粉100份；
娃橡膠0-3份；
松香8-10份；
酒精10-15份。
[0006]上述硬巖相似模型試驗材料的制備方法，其步驟如下:
(1)按質量配比稱取細河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精；
(2)先將松香溶解在酒精中，為加速溶解可用溫水對其進行加熱；
(3)待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入細河砂和重晶石粉的均勻混合物中，繼續攪拌至均勻，并且邊攪拌邊加入硅橡膠；
(4)將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天，硬化即得硬巖相似模型試驗材料。
[0007]有益效果:本發明采用松香作為膠結材料，細河砂和重晶石粉為填料，酒精作為溶劑，硅橡膠作為輔助調節劑，通過不同的質量配比，就可以獲得具有硬巖應力-應變特性的相似模型試驗材料;該材料強度較低，便于相似模型試驗中的加載，小型加載設備便可;該材料力學性能穩定。其原材料來源廣，非常易于加工、養護方便，力學性能在室溫下較穩定，可用于模擬硬巖材料，有利于解決巖體工程生產中的實際問題。其制備方法簡單、價格低廉、實用性強。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明實施例1的應力-應變曲線；
圖2是本發明實施例2的應力-應變曲線；
圖3是本發明實施例3的應力-應變曲線；
圖4是本發明實施例4的應力-應變曲線。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明:
實施例1、按質量配比稱量:
細河砂100份；
重晶石粉100份；
娃橡膠O份；
松香8份；
酒精10份。
[0010]按質量配比稱取細河砂、重晶石粉、松香和酒精；先將松香溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續攪拌至均勻;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0011]為了試驗測試方便，本實施例中使用的模具是圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側限壓縮測試，從而獲得該實施例質量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖1所示。
[0012]實施例2、按質量配比稱量:
細河砂100份；
重晶石粉100份；
娃橡膠O份；
松香9份；
酒精13份。
[0013]按質量配比稱取細河砂、重晶石粉、松香和酒精；先將松香溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續攪拌至均勻;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0014]本實施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側限壓縮測試，從而獲得該實施例質量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖2所示。
[0015]實施例3、按質量配比稱量:
細河砂100份； 重晶石粉100份；
娃橡膠O份；
松香10份；
酒精15份。
[0016]按質量配比稱取細河砂、重晶石粉、松香和酒精；先將松香溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續攪拌至均勻;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0017]本實施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側限壓縮測試，從而獲得該實施例質量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖3所示。
[0018]實施例4、按質量配比稱量:
細河砂100份；
重晶石粉100份；
娃橡膠I份；
松香8份；
酒精10份。
[0019]按質量配比稱取細河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精;先將松香溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續攪拌至均勻，并且邊攪拌邊緩慢加入硅橡膠;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0020]本實施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側限壓縮測試，從而獲得該實施例質量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖4所示。
【主權項】
1.一種硬巖相似模型試驗材料，其特征在于:采用細河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精為原料，經混合均勻制備而成，其質量配比如下: 細河砂100份； 重晶石粉100份； 娃橡膠0-3份； 松香8-10份； 酒精10-15份。2.根據權利要求1所述硬巖相似模型試驗材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按質量配比稱取細河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精； (2)先將松香溶解在酒精中，為加速溶解可用溫水對其進行加熱； (3)待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入細河砂和重晶石粉的均勻混合物中，繼續攪拌至均勻，并且邊攪拌邊加入硅橡膠； (4)將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天，硬化即得硬巖相似模型試驗材料。3.根據權利要求2所述的硬巖相似模型試驗材料的制備方法，其特征在于:松香要充分溶解在酒精中。
【文檔編號】C04B26/22GK105967562SQ201610329960
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】周小平, 程浩, 李兵, 畢靖, 壽云東, 王允騰, 陳俊偉
【申請人】重慶大學