基于正交试验的固液耦合相似材料研究

摘要

为了研究矿井突水演化规律,通过正交试验研制出一种能同时满足固体力学与水理性的固液耦合相似材料,该相似材料以河沙为骨料、水泥和大白粉为胶结剂、液体石蜡和淀粉为调节剂。采用极差分析法和方差分析法,研究了河沙粒径、水泥含量、大白粉含量、液体石蜡含量及淀粉含量5个因素对相似材料性质的影响规律。结果表明:两种方法得到的结果基本一致;河沙粒径对相似材料密度及渗透系数起主要控制作用,对吸水率和软化系数影响较小;水泥含量对相似材料强度起主要控制作用,对软化系数也有较大影响;液体石蜡对相似材料吸水率的影响大于其他因素,对强度影响极不显著。并通过相似模拟试验对该相似材料的可靠性进行了验证,模拟效果良好,揭示了采动过程中导水裂隙发育规律。