專利名稱：：一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種固流耦合模型試驗(yàn)相似材料，屬于材料科學(xué)
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：目前常見的地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)相似材料僅考慮力學(xué)相似，且絕大部分材料遇水易崩解，無法應(yīng)用與固流耦合模型試驗(yàn)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(tài)下的實(shí)際情況，也不是真正的畫流耦合相似模擬。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種固流耦合模型試驗(yàn)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(fā)明的另一目的是提供該種材料的制備方法。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其特征是，該種材料的重量比組成為滑石粉l份，砂49份，石蠟0.2-0.9份，調(diào)節(jié)劑0.20.9份。一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其重量比組成優(yōu)選滑石粉1份，砂6份，石蠟0.35份，調(diào)節(jié)劑0.35份。所述的滑石粉細(xì)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(diào)節(jié)劑為抗磨液壓油。所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料的制備方法，包括以下步驟1)嚴(yán)格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調(diào)節(jié)劑；2)將滑石粉和砂在攪拌機(jī)中混合均勻；3)將混合均勻的滑石粉和砂在烘箱中加熱至lOO-ll(TC;4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持100-11(TC;5)將滑石粉、砂、熔化的石蠟和調(diào)節(jié)劑放入攪拌機(jī)中100-110'C下攪拌35分鐘；6)將混合好的材料放入成型模具，夯實(shí)成型；7)將成型后的材料在室溫下冷卻24-36小時。本發(fā)明所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其滲透性模擬范圍廣泛，滲透系數(shù)可達(dá)1.0x10:5.0xl0—4cm/s，材料主要參數(shù)范圍如表l，在單軸抗壓條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線如附圖1:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，可以用于模擬不同力學(xué)性能不同滲透性的巖石，解決了傳統(tǒng)相似材料遇水崩解和模擬相似度差的難題。本發(fā)明的模擬范圍比較大，可覆蓋不同滲透性的低強(qiáng)度和中等強(qiáng)度的巖體材料，能廣泛用于地下工程固流耦合模型試驗(yàn)中。圖1是本發(fā)明所述的材料試樣在單軸抗壓條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。具體實(shí)施方法下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。本發(fā)明所用的滑石粉可采用萊州市龍勝滑石粉廠生產(chǎn)的細(xì)度為625目的產(chǎn)品；石蠟可采用中國石化濟(jì)南煉油廠生產(chǎn)的型號為54#的產(chǎn)品；調(diào)節(jié)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(chǎn)的型號為卓力L-HM46的產(chǎn)品；砂的粒徑小于5mm。實(shí)施例1-一種用于固流耦合模型試驗(yàn)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(diào)節(jié)劑0.35份。制備方法，包括以下步驟1)嚴(yán)格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調(diào)節(jié)劑；2)將滑石粉和砂在攪拌機(jī)中混合均勻；3)將混合均勻的滑石粉和砂在烘箱中加熱至IO(TC;4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持100'C;5)將滑石粉、砂、熔化的石蠟和調(diào)節(jié)劑放入攪拌機(jī)中10(TC下攪拌3分鐘；6)將混合好的材料放入成型模具，夯實(shí)成型；7)將成型后的材料在室溫下冷卻24小時。實(shí)施例2一種用于固流耦合模型試驗(yàn)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(diào)節(jié)劑0.2份。'制備方法，包括以下步驟1)嚴(yán)格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調(diào)節(jié)劑；2)將滑石粉和砂在攪拌機(jī)中混合均勻；3)將混合均勻的滑石粉和砂在烘箱中加熱至IO(TC;4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持10(TC;5)將滑石粉、砂、熔化的石蠟和調(diào)節(jié)劑放入攪拌機(jī)中100'C下攪拌5分鐘；6)將混合好的材料放入成型模具，夯實(shí)成型；7)將成型后的材料在室溫下冷卻24小時。實(shí)施例3一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其重量比組成為滑石粉1份，砂9份，石蠟0.2份，調(diào)節(jié)劑0.9份。制備方法，包括以下步驟1)嚴(yán)格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調(diào)節(jié)劑；2)將滑石粉和砂在攪拌機(jī)中混合均勻；3)將混合均勻的滑石粉和砂在烘箱中加熱至11(TC;4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持11(TC;5)將滑石粉、砂、熔化的石蠟和調(diào)節(jié)劑放入攪拌機(jī)中11(TC下攪拌5分鐘；6)將混合好的材料放入成型模具，夯實(shí)成型；7)將成型后的材料在室溫下冷卻36小時。權(quán)利要求1、一種用于固流耦合模型試驗(yàn)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(diào)節(jié)劑0.2～0.9份。2、按照權(quán)利要求1所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)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6份，石蠟0.35份，調(diào)節(jié)劑0.35份。3、按照權(quán)利要求l或2所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其特征是，所述的調(diào)節(jié)劑為抗磨液壓油。4、按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其特征是，所述的砂的粒徑小于5mm。5、按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其特征是，所述的滑石粉細(xì)度為625目。6、按照權(quán)利要求1或2所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其特征是，所述的石蠟型號為54#。7、按照權(quán)利要求1所述的一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟'1)嚴(yán)格按比例稱取滑石粉、砂、石蠟和調(diào)節(jié)劑；2)將滑石粉和砂在攪拌機(jī)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-ll(TC;4)將石蠟在電熱鍋中完全熔化，溫度保持100-11(TC;5)將滑石粉、砂、熔化的石蠟和調(diào)節(jié)劑放入攪拌機(jī)中100-110'C下攪拌35分鐘；6)將混合好的材料放入成型模具，夯實(shí)成型；7)將成型后的材料在室溫下冷卻24-36小時。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于固流耦合模型試驗(yàn)的相似材料，其重量比組成為滑石粉1份，砂4～9份，石蠟0.2～0.9份，調(diào)節(jié)劑0.2～0.9份。該種材料滲透性模擬范圍廣泛，滲透系數(shù)可達(dá)1.0×10^-7～5.0×10^-4cm/s，可以用于模擬不同力學(xué)性能不同滲透性的巖石，解決了傳統(tǒng)相似材料遇水崩解和模擬相似度差的難題。文檔編號G01N33/24GK101625354SQ200910017549公開日2010年1月13日申請日期2009年8月5日優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日發(fā)明者馮現(xiàn)大,李利平,李國瑩,李術(shù)才,李樹忱,超袁,許振浩申請人:山東大學(xué)