一种物理相似模拟实验相似材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种物理相似模拟实验相似材料的制备方法，包括如下步骤：以下份数均为重量份数，A、将混合原料加入搅拌机，进行加热搅拌，混合原料包括，100～120份的石英砂、35～50份的粉煤灰、15～30份的活性炭、20～50份的石膏粉、15～40份的水泥和200～300份的水；B、将加热搅拌后的混合原料放入振动机，并加入占混合原料1wt％～3wt％的添加剂，进行捣实；C、将捣实后的原料进行加热粉碎，得到相似模拟实验材料。本发明能够解决现有技术的不足，提高了相似模拟实验材料对于地下岩土层模拟的还原度。

说明书

技术领域

本发明涉及地质力学模拟技术领域，尤其是一种物理相似模拟实验相似材料的制备方法。

背景技术

由于地下岩层的复杂性和现场探测试验的难度，在现场进行地下岩层的力学研究是不实际的。所以现在都是通过大量的地质力学模型试验来研究地下工程设计和施工方法的优化，进行施工过程力学规律的探索。在构建地质力学模型的过程中，相似模拟实验材料是否可以真实反映出地下岩土层的结构和性质，成为地质力学模型模拟效果高低的关键因素。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种物理相似模拟实验相似材料的制备方法，能够解决现有技术的不足，提高了相似模拟实验材料对于地下岩土层模拟的还原度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种物理相似模拟实验相似材料的制备方法，包括如下步骤：

以下份数均为重量份数，

A、将混合原料加入搅拌机，进行加热搅拌，混合原料包括，

100～120份的石英砂、35～50份的粉煤灰、15～30份的活性炭、20～50份的石膏粉、15～40份的水泥和200～300份的水；

B、将加热搅拌后的混合原料放入振动机，并加入占混合原料1wt％～3wt％ 的添加剂，进行捣实；

C、将捣实后的原料进行加热粉碎，得到相似模拟实验材料。

作为优选，步骤A中，在混合原料中还包括5～15份的4-氨基-3-溴苯甲酸甲酯。

作为优选，步骤B中，添加剂包括，

10～15份的1，2-癸二醇、35～45份的硫酸亚铁、3～5份的苯氧乙酰氯、5～10份的2-硝基苯甲酰胺、5～8份的二盐基亚磷酸铅、2～3份的二亚乙基三胺五乙酸钠。

作为优选，步骤B中，在放入混合原料和添加剂之前，在振动机的内腔表面涂刷有隔离剂。

作为优选，所述隔离剂包括，

30～35份的硅油、3～5份的磷酸氢二钾、10～15份的丙酮、3～9份的3-氟吡啶-4-硼酸频哪酯。

作为优选，所述步骤A中，加热温度控制在75～85℃；搅拌速度控制在120～150rad/min。

作为优选，所述步骤C中，加热温度控制在135～160℃。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过改进相似模拟实验材料的配方，提高了相似模拟实验材料的粘连度，这样就可以有效模拟沿岩土在地下处于长期高压状态下的真实状态。另外，本发明所制备出的相似模拟实验材料通过在构建试验模型时不同的外界状态可以模拟多种岩土状态类型，同时在不同状态之间进行切换时只需要进行相应的冲洗和烘干即可，方便快捷。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种物理相似模拟实验相似材料的制备方法，包括如下步骤：

以下份数均为重量份数，

A、将混合原料加入搅拌机，进行加热搅拌，加热温度控制在80℃；搅拌速度控制在130rad/min，混合原料包括，

110份的石英砂、45份的粉煤灰、17份的活性炭、25份的石膏粉、20份的水泥和260份的水；以及5份的4-氨基-3-溴苯甲酸甲酯。

B、将加热搅拌后的混合原料放入振动机，并加入占混合原料1.7wt％的添加剂，进行捣实；在放入混合原料和添加剂之前，在振动机的内腔表面涂刷有隔离剂；添加剂包括，

12份的1，2-癸二醇、40份的硫酸亚铁、4份的苯氧乙酰氯、9份的2-硝基苯甲酰胺、8份的二盐基亚磷酸铅、3份的二亚乙基三胺五乙酸钠；

隔离剂包括，

31份的硅油、3份的磷酸氢二钾、11份的丙酮、8份的3-氟吡啶-4-硼酸频哪酯。

C、将捣实后的原料进行加热粉碎，得到相似模拟实验材料，加热温度控制在155℃。

经过发明人检索，中国发明专利CN 103183495 B是一个与本发明较为接近的现有技术。发明人使用这一现有技术与本发明提供的制备方法进行对比，材料性能如下：

由上表可见，使用本发明所制备的相似模拟实验材料具有更广泛的性能区 间，可以有效模拟各种不同类型的岩土类型。由于这种相似模拟实验材料具有更大的抗拉和抗压强度变化范围，所以尤其适用于冻土层的地质模拟。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。