一種硬巖相似模型試驗(yàn)材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硬巖相似模型試驗(yàn)材料及其制備方法，硬巖相似模型試驗(yàn)材料采用細(xì)河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精為原料，通過(guò)不同的質(zhì)量配比，獲得具有硬巖應(yīng)力?應(yīng)變特性的相似模型試驗(yàn)材料；該材料強(qiáng)度較低，便于相似模型試驗(yàn)中的加載，小型加載設(shè)備便可；該材料的力學(xué)性能穩(wěn)定。其原材料來(lái)源廣，非常易于加工、養(yǎng)護(hù)方便，力學(xué)性能在室溫下較穩(wěn)定，可用于模擬硬巖材料，有利于解決巖體工程中的實(shí)際問(wèn)題。其制備方法簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】
一種硬巖相似模型試驗(yàn)材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種硬巖相似模型試驗(yàn)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(yàn)材料。
【背景技術(shù)】
[0002]相似模型試驗(yàn)是按一定的幾何、物理關(guān)系，用模型代替原型進(jìn)行測(cè)試研究，并將研究結(jié)果用于原型的相似模型試驗(yàn)方法。它是一種重要的科學(xué)研究手段，是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)按相似原理制作與原型相似的模型，借助測(cè)試儀表觀測(cè)模型內(nèi)力參數(shù)及其分布規(guī)律，利用在模型上研究的結(jié)果，借以推斷原型中可能發(fā)生的力學(xué)現(xiàn)象以及巖體壓力分布的規(guī)律，從而解決巖體工程生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。這種研究方法具有直觀、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、快速以及試驗(yàn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。而且能夠根據(jù)需要，通過(guò)固定某些參數(shù)，改變另一些參數(shù)來(lái)研究實(shí)際工程中的應(yīng)力隨時(shí)間的變化規(guī)律，這些都是在現(xiàn)場(chǎng)條件下難以實(shí)現(xiàn)的。
[0003]在巖土工程科學(xué)研究中，經(jīng)常涉及到硬巖材料的相關(guān)理論研究，而具有硬巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線關(guān)系的材料都是進(jìn)行理論研究的重要試驗(yàn)材料，因此，研制出這種材料是必要的。而目前還沒(méi)有關(guān)于研制具有硬巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線的相似模型試驗(yàn)材料的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種能夠滿足相似模型試驗(yàn)及巖土工程理論研究的硬巖相似模型試驗(yàn)材料。還提供一種硬巖相似模型試驗(yàn)材料的制備方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種硬巖相似模型試驗(yàn)材料，采用細(xì)河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精為原料，經(jīng)混合均勻制備而成，其質(zhì)量配比如下:
細(xì)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(yàn)材料的制備方法，其步驟如下:
(1)按質(zhì)量配比稱取細(xì)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(duì)其進(jìn)行加熱；
(3)待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入細(xì)河砂和重晶石粉的均勻混合物中，繼續(xù)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(shí)，常溫下干燥約20天，硬化即得硬巖相似模型試驗(yàn)材料。
[0007]有益效果:本發(fā)明采用松香作為膠結(jié)材料，細(xì)河砂和重晶石粉為填料，酒精作為溶劑，硅橡膠作為輔助調(diào)節(jié)劑，通過(guò)不同的質(zhì)量配比，就可以獲得具有硬巖應(yīng)力-應(yīng)變特性的相似模型試驗(yàn)材料;該材料強(qiáng)度較低，便于相似模型試驗(yàn)中的加載，小型加載設(shè)備便可;該材料力學(xué)性能穩(wěn)定。其原材料來(lái)源廣，非常易于加工、養(yǎng)護(hù)方便，力學(xué)性能在室溫下較穩(wěn)定，可用于模擬硬巖材料，有利于解決巖體工程生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。其制備方法簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例4的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
實(shí)施例1、按質(zhì)量配比稱量:
細(xì)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(zhì)量配比稱取細(xì)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(duì)其進(jìn)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(xì)河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實(shí)，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0011]為了試驗(yàn)測(cè)試方便，本實(shí)施例中使用的模具是圓柱形模具，制得的樣品可直接進(jìn)行單軸無(wú)側(cè)限壓縮測(cè)試，從而獲得該實(shí)施例質(zhì)量配比下所制材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖1所示。
[0012]實(shí)施例2、按質(zhì)量配比稱量:
細(xì)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(zhì)量配比稱取細(xì)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(duì)其進(jìn)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(xì)河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實(shí)，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0014]本實(shí)施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進(jìn)行單軸無(wú)側(cè)限壓縮測(cè)試，從而獲得該實(shí)施例質(zhì)量配比下所制材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖2所示。
[0015]實(shí)施例3、按質(zhì)量配比稱量:
細(xì)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(zhì)量配比稱取細(xì)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(duì)其進(jìn)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(xì)河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實(shí)，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0017]本實(shí)施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進(jìn)行單軸無(wú)側(cè)限壓縮測(cè)試，從而獲得該實(shí)施例質(zhì)量配比下所制材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖3所示。
[0018]實(shí)施例4、按質(zhì)量配比稱量:
細(xì)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(zhì)量配比稱取細(xì)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(duì)其進(jìn)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(xì)河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)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(shí)，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0020]本實(shí)施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進(jìn)行單軸無(wú)側(cè)限壓縮測(cè)試，從而獲得該實(shí)施例質(zhì)量配比下所制材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖4所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種硬巖相似模型試驗(yàn)材料，其特征在于:采用細(xì)河砂、重晶石粉、硅橡膠、松香和酒精為原料，經(jīng)混合均勻制備而成，其質(zhì)量配比如下: 細(xì)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(jù)權(quán)利要求1所述硬巖相似模型試驗(yàn)材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按質(zhì)量配比稱取細(xì)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(duì)其進(jìn)行加熱； (3)待松香充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入細(xì)河砂和重晶石粉的均勻混合物中，繼續(xù)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(shí)，常溫下干燥約20天，硬化即得硬巖相似模型試驗(yàn)材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬巖相似模型試驗(yàn)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(hào)】C04B26/22GK105967562SQ201610329960
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】周小平, 程浩, 李兵, 畢靖, 壽云東, 王允騰, 陳俊偉
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)