一種脆性巖石相似材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種脆性巖石相似材料及其制備方法，采用重晶石砂、石英砂、重晶石粉為骨料，松香為膠結(jié)劑，酒精為調(diào)和劑，通過將不同的質(zhì)量配比的原材料拌合并壓實(shí)，獲得具有特定物理力學(xué)參數(shù)的脆性巖石相似材料。本發(fā)明相似材料重度和強(qiáng)度可在較大范圍內(nèi)調(diào)整，具有較強(qiáng)的脆性和一定的耐水性，便于模擬不同物理力學(xué)參數(shù)的脆性巖石；且材料原材料來源廣泛、價(jià)格低廉、無毒無害，易于成型，對養(yǎng)護(hù)條件要求低，強(qiáng)度發(fā)展快，在室溫條件下性質(zhì)穩(wěn)定；其制備方法簡單，實(shí)用性強(qiáng)，原材料可重復(fù)使用，可廣泛應(yīng)用于巖土工程地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究。
【專利說明】一種脆性巖石相似材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的涉及一種脆性巖石相似材料及其制備方法，它適用于對不同重度和力學(xué)參數(shù)的脆性巖石的相似模擬試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)是巖石力學(xué)研究的重要手段，是仿照真實(shí)結(jié)構(gòu)并按照一定比例關(guān)系復(fù)制而成的試驗(yàn)代表物。模型試驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)南嗨撇牧现瞥膳c原型相似的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，觀測相似材料模型在一定外界作用下模型的應(yīng)力應(yīng)變情況和破壞情況，并根據(jù)相似關(guān)系推斷原型中發(fā)生的物理力學(xué)過程，從而揭示實(shí)際工程圍巖的變形破壞規(guī)律，為巖石工程設(shè)計(jì)及工程災(zāi)害的防控提供依據(jù)。
[0003]在巖石工程的相關(guān)研究中，經(jīng)常需要開展脆性巖石變形破壞過程的模型試驗(yàn)研究。由于巖石物理力學(xué)性質(zhì)變化范圍廣，變形破壞過程多樣性強(qiáng)，因此對相似材料的物理力學(xué)性質(zhì)的調(diào)節(jié)提出了較高的要求。相似材料的控制參數(shù)主要包括重度、強(qiáng)度、彈性模量等。一般情況下，相似材料重度與原巖一致為佳。以往采用的水泥基材料或石膏基材料重度較低。而常用來提高相似材料重度的鐵精粉對復(fù)合材料力學(xué)參數(shù)的影響并不明晰。研制一種具備脆性巖石變形破壞特點(diǎn)，容重和力學(xué)參數(shù)變化范圍大，組成相對簡單的相似材料，對于能源、交通、水利、礦山、國防等領(lǐng)域的巖石工程地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)研究具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠模擬脆性巖石的相似材料及其制備方法，該材料具備重度高、可調(diào)整范圍大，力學(xué)參數(shù)調(diào)節(jié)范圍寬，原材料來源廣泛、價(jià)格低廉，制備方法簡單，養(yǎng)護(hù)要求低，強(qiáng)度發(fā)展快等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種脆性巖石相似材料，所述脆性巖石相似材料采用重晶石砂、石英砂、重晶石粉為骨料，松香為膠結(jié)劑，酒精為調(diào)和劑，其質(zhì)量配比如下:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種脆性巖石相似材料，其特征在于:所述脆性巖石相似材料采用重晶石砂、石英砂、重晶石粉為骨料，松香為膠結(jié)劑，酒精為調(diào)和劑，其質(zhì)量配比如下: 粗11.料:重品砂+6英砂20~80份 禽Ij骨料:.€晶石粉20~80份 膠結(jié)劑:松香0.25~L25份。 調(diào)和劑:酒精5、8份
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脆性巖石相似材料，其特征在于: 所述粗骨料為20~40目的重晶石砂和石英砂，假設(shè)粗骨料總量為100份，則重晶石砂占比為O~100份，石英砂占比為100~O份； 細(xì)骨料由粒徑小于500目的重晶石粉構(gòu)成； 膠結(jié)劑由可溶于酒精的化工用松香構(gòu)成； 調(diào)和劑由95%醫(yī)用酒精或藥用酒精組成。
3.一種脆性巖石相似材料的制備方法，其特征在于:所述制備方法包括以下步驟: (1)按質(zhì)量配比稱取重晶 石砂、石英砂、重晶石粉、松香和酒精； (2)將松香放入容器內(nèi)，倒入酒精，充分溶解； (3)將重晶石砂、石英砂和重晶石粉倒入攪拌機(jī)，充分拌合均勻，形成固體混合料； (4)再次攪拌固體混合料，同時(shí)緩慢均勻的將松香酒精溶液倒入固體混合料中，充分拌合均勻，形成拌合好的混合料； (5)將拌合好的混合料置入模具中，加載一定的壓力使之成型； (6)脫模，將試件置于通風(fēng)干燥處3~5天，即可得到所述脆性巖石相似材料模型。
【文檔編號(hào)】C04B26/22GK104003655SQ201410239620
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】范鵬賢, 王明洋, 王德榮, 姜開鋒, 邢灝喆, 夏沅譜 申請人:中國人民解放軍理工大學(xué)