[發明專利]一種用于固流耦合模型試驗的相似材料

無效

• 申請號: 200910017549.0
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN101625354A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 李樹忱;馮現大;李術才;李利平;李國瑩;許振浩;袁超
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 王立曉

技術領域

本發明涉及一種固流耦合模型試驗相似材料，屬于材料科學技術領域。

背景技術

目前常見的地質力學模型試驗相似材料僅考慮力學相似，且絕大部分材料遇水易崩解， 無法應用與固流耦合模型試驗中。所以過去的研究往往不做滲流模擬，僅采用柔性加載模擬 水壓力的外力等效性，不能反映巖體在工程狀態下的實際情況，也不是真正的固流耦合相似 模擬。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種固流耦合模型試驗相似材料，該種 材料采用不親水的膠凝材料，并同時滿足固體變形和滲透性相似兩個條件，具有良好的非親 水性能，材料性能不受濕度的影響。

本發明的另一目的是提供該種材料的制備方法。

本發明采取的技術方案為：

一種用于固流耦合模型試驗的相似材料，其特征是，該種材料的重量比組成為：滑石粉 1份，砂?4～9份，石蠟?0.2～0.9份，調節劑?0.2～0.9份。

一種用于固流耦合模型試驗的相似材料，其重量比組成優選：滑石粉1份，砂6份，石 蠟0.35份，調節劑0.35份。

所述的滑石粉細度為625目，所述的砂的粒徑小于5mm，所述的石蠟型號為54#，所述 的調節劑為抗磨液壓油。

所述的一種用于固流耦合模型試驗的相似材料的制備方法，包括以下步驟：

1)嚴格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調節劑；

2)將滑石粉和砂在攪拌機中混合均勻；

3)將混合均勻的滑石粉和砂在烘箱中加熱至100-110℃；

4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持100-110℃；

5)將滑石粉、砂、熔化的石蠟和調節劑放入攪拌機中100-110℃下攪拌3～5分鐘；

6)將混合好的材料放入成型模具，夯實成型；

7)將成型后的材料在室溫下冷卻24-36小時。

本發明所述的一種用于固流耦合模型試驗的相似材料，其滲透性模擬范圍廣泛，滲透系 數可達1.0×10^-7～5.0×10^-4cm/s，材料主要參數范圍如表1，在單軸抗壓條件下的應力應變曲線 如附圖1：

表1

本發明所述的一種用于固流耦合模型試驗的相似材料，可以用于模擬不同力學性能不同 滲透性的巖石，解決了傳統相似材料遇水崩解和模擬相似度差的難題。本發明的模擬范圍比 較大，可覆蓋不同滲透性的低強度和中等強度的巖體材料，能廣泛用于地下工程固流耦合模 型試驗中。

附圖說明

圖1是本發明所述的材料試樣在單軸抗壓條件下的應力應變曲線圖。

具體實施方法

下面結合實施例對本發明進一步說明。

本發明所用的滑石粉可采用萊州市龍勝滑石粉廠生產的細度為625目的產品；石蠟可采 用中國石化濟南煉油廠生產的型號為54#的產品；調節劑可采用長城牌抗磨液壓油，中國石 油化工股份有限公司生產的型號為卓力L-HM46的產品；砂的粒徑小于5mm。

實施例1

一種用于固流耦合模型試驗的相似材料，其重量比組成為：滑石粉1份，砂6份，石蠟 0.35份，調節劑0.35份。

制備方法，包括以下步驟：

1)嚴格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調節劑；

2)將滑石粉和砂在攪拌機中混合均勻；

3)將混合均勻的滑石粉和砂在烘箱中加熱至100℃；

4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持100℃；

5)將滑石粉、砂、熔化的石蠟和調節劑放入攪拌機中100℃下攪拌3分鐘；

6)將混合好的材料放入成型模具，夯實成型；

7)將成型后的材料在室溫下冷卻24小時。

實施例2

一種用于固流耦合模型試驗的相似材料，其重量比組成為：滑石粉1份，砂4份，石蠟 0.9份，調節劑0.2份。

制備方法，包括以下步驟：

1)嚴格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調節劑；

2)將滑石粉和砂在攪拌機中混合均勻；

3)將混合均勻的滑石粉和砂在烘箱中加熱至100℃；

4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持100℃；