CN102890020A - 一种软岩物理模拟试验的模型材料 - Google Patents

一种软岩物理模拟试验的模型材料 Download PDF

Info

Publication number
CN102890020A
CN102890020A CN2011102059063A CN201110205906A CN102890020A CN 102890020 A CN102890020 A CN 102890020A CN 2011102059063 A CN2011102059063 A CN 2011102059063A CN 201110205906 A CN201110205906 A CN 201110205906A CN 102890020 A CN102890020 A CN 102890020A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soft rock
model material
parts
model
simulation test
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011102059063A
Other languages
English (en)
Inventor
刘汉东
王四巍
王忠福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China University of Water Resources and Electric Power
Original Assignee
North China University of Water Resources and Electric Power
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China University of Water Resources and Electric Power filed Critical North China University of Water Resources and Electric Power
Priority to CN2011102059063A priority Critical patent/CN102890020A/zh
Publication of CN102890020A publication Critical patent/CN102890020A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

软岩模型试验中制作模型用的材料，涉及工程相似模型试验材料制备技术。本发明的特征是该材料含有粘土，利用该材料配制的试件在单轴和常规三轴压缩下均表现出大变形性能，其原料成分按重量份数比为：水9～13，水泥10～15，粘土14～25，砂200～205。本发明采用不同的配合比，实现模拟不同软岩变形性能的材料，模拟材料在单轴和三轴压缩下呈现大变形性能。利用本发明制备的模型材料，可克服现有模型试验中无法模拟材料的大变形及成本过高问题。

Description

一种软岩物理模拟试验的模型材料
技术领域
本发明涉及一种软岩物理模拟试验中制备模型用的材料，属于工程相似模拟试验材料领域。
背景技术
随着深部矿产资源深井开采及大型深埋洞室建设，出现了大量软岩洞室稳定性问题，但其研究不够深入，需进一步完善，模型试验是解决这类问题的有力措施，如何配制软岩相似材料成为研究软岩模型试验的关键问题之一。目前，软岩物理模型试验的相似材料主要有以下几种：(一)采用石蜡、砂和凡士林等原料，参见李运来等，基于相似原理的膨胀性软岩模型材料试验研究，《建井技术》，2009，30(1)：20～22；韦四江等，软岩巷道锚固体蠕变特性研究，河南理工大学学报(自然科学版)，2008，27(5)：524～528。(二)采用砂、石膏作为主要原料，其余材料为添加剂，参见王慧敏，大口径钻进软质岩层相似材料模拟，中南工业大学硕士学位论文(2009年)；郑力等，均质岩体中地下洞室的模型试验研究，第一届全国岩石力学数值计算及模型试验讨论会论文集，280～287；孔令强等，模拟煤体的相似材料配比试验研究，《露天技术》，2007，第4期：33～36；刁心宏等，软岩隧道围岩压力模型试验研究，《华东交通大学学报》，2008，25(5)：1～7。(三)采用重晶石作为主要材料，其他材料有石膏、砂、汽油、环氧树脂、聚酰胺、酒精、松香等，参见董昌周等，公路隧道模型试验相似材料试验研究，《现代隧道技术》，2010，47(1)：11～16；李丹，白世伟等，软岩隧道围岩加固方法优化对比试验研究与分析，《岩土力学》，2010，31(赠1)：145～149。(四)采用铁精粉、钢砂或铜粉等主要材料，参见张强勇等，铁晶砂胶结新型岩土相似材料的研制及其应用，《岩土力学》，2008，29(8)：2126～2130；李仲奎等，模型试验中制备模型用的材料，2005，专利号ZL 02116676.5。
上述模型材料中，采用石蜡、砂和凡士林原料制备工艺较复杂，温度要求较高，不适宜大体积模型试验，采用石膏等原料增加材料的脆性，不利于模拟单轴受压软岩的大变形性能。
本发明的目的是提供一种可模拟软岩大变形性能、性质稳定、成本低且无污染的模型试验中制备模型用的材料，采用不同的配合比，实现模拟不同软岩大变形性能的材料。
发明内容
本发明提出的一种软岩物理模拟试验的模型材料，含有水泥、砂和水，其特征在于该材料中还含有粘土，其原料成分按重量份数比为：水9～13，水泥10～15，粘土14～25，砂200～205。
利用本发明制备的软岩模型用材料，可克服现有相似模型试验中无法模拟单轴受压材料的大变形问题，模拟材料在单轴受压下出现大变形性能。
本发明所选用的粘土是市场上常见的300目细度的粘土，该类粘土在自然条件下稳定，材料来源广泛，易拌合均匀。为了调整配合比以适应不同的大变形性能，又添加了一定比例的干燥细砂，采用水泥增加材料的强度。
实施例1
模拟某深井软岩巷道地质力学模型试验，相似材料成分按重量份数比为：水10，水泥13，粘土14，砂200。夯压制作成直径50mm、高100mm圆柱体试件，试件在单轴受压下出现大变形性能，典型单轴压缩大变形应力应变曲线见说明书附图。
附图说明
附图为相似材料在单轴压缩轴向应力应变曲线，在该图中应力应变曲线上升段无明显线直线段，没有明显峰值点，应力应变曲线出现塑化现象。

Claims (1)

1.一种软岩物理模拟试验中制备模型用的材料，含有水泥、砂和水，其特征在于：该材料中还含有粘土，其原料成分按重量份数比为：水9～13，水泥10～15，粘土14～25，砂200～205。
CN2011102059063A 2011-07-22 2011-07-22 一种软岩物理模拟试验的模型材料 Pending CN102890020A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102059063A CN102890020A (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种软岩物理模拟试验的模型材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102059063A CN102890020A (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种软岩物理模拟试验的模型材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102890020A true CN102890020A (zh) 2013-01-23

Family

ID=47533595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102059063A Pending CN102890020A (zh) 2011-07-22 2011-07-22 一种软岩物理模拟试验的模型材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102890020A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759996A (zh) * 2014-01-15 2014-04-30 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所 低强度夯筑型水泥砂浆模型
CN103964773A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 中国矿业大学 一种用于高地温巷道物理模拟的相似材料
CN105236787A (zh) * 2015-08-25 2016-01-13 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种电磁波地球物理实验模型体
CN106007484A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 重庆大学 一种软岩相似模型试验材料及其制备方法
CN109053035A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 成都理工大学 一种软岩相似模型试验材料及其制备软岩相似模型的方法
CN113189131A (zh) * 2021-04-26 2021-07-30 三峡大学 一种模拟局部岩体劣化条件下岩体结构变形破坏的试验模型及方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1851443A (zh) * 2006-04-28 2006-10-25 中国科学院力学研究所 一种模拟试验用土的制备方法
CN101734899A (zh) * 2009-12-07 2010-06-16 上海理工大学 一种模拟iv类围岩的试验用模型土及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1851443A (zh) * 2006-04-28 2006-10-25 中国科学院力学研究所 一种模拟试验用土的制备方法
CN101734899A (zh) * 2009-12-07 2010-06-16 上海理工大学 一种模拟iv类围岩的试验用模型土及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刁心宏 等: "软岩隧道围岩压力模型试验研究", 《华东交通大学学报》 *
王慧敏: "《中南大学硕士学位论文》", 28 February 2011 *
赵明阶: "隧道顶部溶洞影响围岩稳定性的模型试验研究", 《地下空间》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103759996A (zh) * 2014-01-15 2014-04-30 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所 低强度夯筑型水泥砂浆模型
CN103964773A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 中国矿业大学 一种用于高地温巷道物理模拟的相似材料
CN103964773B (zh) * 2014-05-09 2015-11-18 中国矿业大学 一种用于高地温巷道物理模拟的相似材料
CN105236787A (zh) * 2015-08-25 2016-01-13 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种电磁波地球物理实验模型体
CN106007484A (zh) * 2016-05-18 2016-10-12 重庆大学 一种软岩相似模型试验材料及其制备方法
CN109053035A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 成都理工大学 一种软岩相似模型试验材料及其制备软岩相似模型的方法
CN109053035B (zh) * 2018-09-05 2019-06-11 成都理工大学 一种软岩相似模型试验材料及其制备软岩相似模型的方法
CN113189131A (zh) * 2021-04-26 2021-07-30 三峡大学 一种模拟局部岩体劣化条件下岩体结构变形破坏的试验模型及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Weilv et al. Effect of inclined interface angle on shear strength and deformation response of cemented paste backfill-rock under triaxial compression
CN102890020A (zh) 一种软岩物理模拟试验的模型材料
CN107814546B (zh) 深部硬岩高强度高脆性高重度相似材料及其制备方法
Tan et al. Long-term mechanical behavior and characteristics of cemented tailings backfill through impact loading
CN102390975B (zh) 用于模拟软弱岩体的地质力学模型相似材料及其制备方法
Guo et al. Deformation and instability properties of cemented gangue backfill column under step-by-step load in constructional backfill mining
Jiang et al. Effects of temperature and age on physico-mechanical properties of cemented gravel sand backfills
CN107840629A (zh) 一种适用于水力压裂的煤岩相似材料及制备方法
CN103837418B (zh) 一种测定破裂后岩石三轴流变特性的加载路径方法
Ma et al. Grouting material for broken surrounding rock and its mechanical properties of grouting reinforcement
CN105388047A (zh) 柱状节理裂隙网络模型岩芯试样的制备方法
CN103454127A (zh) 用于中小型固流耦合模型试验的相似材料及其制备方法
CN102976700B (zh) 用于模拟磷矿床软夹层的模型试验材料及其制备方法
ZOU et al. Experimental study on mechanical and permeability properties of sandstone with different granularities
Liansheng et al. Advances in research on the mechanical behavior of the tensile strength of soils
Li et al. Test research on influence of water and mineral composition on physical and mechanical properties of phyllite
ZHANG et al. Development and application of geotechnical direct tension test devices
CN102911639B (zh) 一种磁敏性相似材料
Yang et al. EXPERIMENTAL STUDY ON THE SOFTENING CHARACTERISTICS OF ARGILLACEOUS SLATE W ITH WATER
de ARAÚJO et al. Shear strength of a cemented paste backfill submitted to high confining pressure
CN109437672A (zh) 一种强度参数可控的岩土相似材料及其制备方法
Wang et al. Compaction and shear strength tests of clay soils reinforced by carbon fibers
Xie et al. Experimental research on creep laws of high-water material under real pressure water environment
Jing-ping et al. Engineering characteristics of surplus materials of replacement layer of expansive soil slope of water diversion from Yangtze River to Huaihe River
Song et al. Experimental study on strength characteristics of cement-soil under fixed spherical pressure condition

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130123