一種軟巖相似模型試驗材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟巖相似模型試驗材料及其制備方法，軟巖相似模型試驗材料采用細河砂、重晶石粉、硅橡膠、環(huán)氧樹脂?聚酰胺和酒精為原料，通過不同的質(zhì)量配比，獲得具有軟巖應力?應變特性的相似模型材料；該材料強度較低，便于模型試驗中的加載，小型加載設(shè)備便可；該材料的力學性能穩(wěn)定。其原材料來源廣，非常易于加工、養(yǎng)護方便，力學性能在室溫下較穩(wěn)定，可用于模擬軟巖材的相似模型材料，有利于解決巖體工程中的實際問題。其制備方法簡單、價格低廉、實用性強。
【專利說明】
一種軟巖相似模型試驗材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種軟巖相似模型試驗的材料及其制備方法，尤其是一種適用于模擬軟巖材料的相似模型試驗材料?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]相似模擬試驗是按一定的幾何、物理關(guān)系，用模型代替原型進行測試研究，并將研究結(jié)果用于原型的試驗方法。它是一種重要的科學研究手段，是在實驗室內(nèi)按相似原理制作與原型相似的模型，借助測試儀表觀測模型內(nèi)力參數(shù)及其分布規(guī)律，利用在模型上研究的結(jié)果，借以推斷原型中可能發(fā)生的力學現(xiàn)象以及巖體壓力分布的規(guī)律，從而解決巖體工程生產(chǎn)中的實際問題。這種研究方法具有直觀、簡便、經(jīng)濟、快速以及試驗周期短等優(yōu)點。而且能夠根據(jù)需要，通過固定某些參數(shù)，改變另一些參數(shù)來研究實際工程中的應力隨時間的變化規(guī)律，這些都是在現(xiàn)場條件下難以實現(xiàn)的。
[0003]在巖土工程科學研究中，經(jīng)常涉及到軟巖材料的相關(guān)理論研究，而具有軟巖應力-應變曲線關(guān)系的相似模型試驗材料都是進行理論研究的重要試驗材料，因此，研制出這種材料是必要的。而目前還沒有關(guān)于研制具有軟巖應力-應變曲線的相似模型試驗材料的報道。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種能夠滿足相似模型試驗及巖土工程理論研究的軟巖相似模型試驗材料。本發(fā)明還提供一種軟巖相似模型試驗材料的制備方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種軟巖相似模型試驗材料，采用細河砂、重晶石粉、硅橡膠、環(huán)氧樹脂-聚酰胺和酒精為原料，經(jīng)混合均勻制備而成，其質(zhì)量配比如下:細河砂100份；重晶石粉100份；娃橡膠0-3份；環(huán)氧樹脂-聚酰胺5-8份；酒精10-15份。
[0006]上述軟巖相似模型試驗材料的制備方法，步驟如下:(1)按質(zhì)量配比稱取細河砂、重晶石粉、硅橡膠、環(huán)氧樹脂-聚酰胺和酒精；(2)先將環(huán)氧樹脂_聚酰胺溶解在酒精中，為加速溶解可用溫水對其進行加熱；(3)待環(huán)氧樹脂-聚酰胺充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入細河砂和重晶石粉的均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻，并且邊攪拌邊加入硅橡膠；(4)將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天，硬化即得軟巖相似模型試驗材料。
[0007]有益效果:本發(fā)明采用環(huán)氧樹脂-聚酰胺作為膠結(jié)材料，細河砂和重晶石粉為填料，酒精作為溶劑，硅橡膠作為輔助調(diào)節(jié)劑，通過不同的質(zhì)量配比，就可以獲得具有軟巖應力-應變特性的相似模型試驗材料;該材料強度較低，便于模型試驗中的加載，小型加載設(shè)備便可;該材料力學性能穩(wěn)定。其原材料來源廣，非常易于加工、養(yǎng)護方便，力學性能在室溫下較穩(wěn)定，可用于模擬軟巖材料，有利于解決巖體工程生產(chǎn)中的實際問題。其制備方法簡單、價格低廉、實用性強?！靖綀D說明】
[0008]圖1是本發(fā)明實施例1的應力-應變曲線；圖2是本發(fā)明實施例2的應力-應變曲線；圖3是本發(fā)明實施例3的應力-應變曲線；圖4是本發(fā)明實施例4的應力-應變曲線?！揪唧w實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明:實施例1、按質(zhì)量配比稱量:細河砂100份；重晶石粉100份；娃橡膠0份；環(huán)氧樹脂-聚酰胺5份；酒精10份。
[0010]按質(zhì)量配比稱取細河砂、重晶石粉、環(huán)氧樹脂-聚酰胺和酒精;先將環(huán)氧樹脂-聚酰胺溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待環(huán)氧樹脂-聚酰胺充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻； 將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0011]為了試驗測試方便，本實施例中使用的模具是圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側(cè)限壓縮測試，從而獲得該實施例質(zhì)量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖1 所示。
[0012]實施例2、按質(zhì)量配比稱量:細河砂100份；重晶石粉100份；娃橡膠0份；環(huán)氧樹脂-聚酰胺6份；酒精13份。
[0013]按質(zhì)量配比稱取細河砂、重晶石粉、環(huán)氧樹脂-聚酰胺和酒精;先將環(huán)氧樹脂-聚酰胺溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待環(huán)氧樹脂-聚酰胺充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻； 將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0014]本實施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側(cè)限壓縮測試， 從而獲得該實施例質(zhì)量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖2所示。
[0015]實施例3、按質(zhì)量配比稱量:細河砂100份；重晶石粉100份；娃橡膠0份；環(huán)氧樹脂-聚酰胺7份；酒精15份。
[0016]按質(zhì)量配比稱取細河砂、重晶石粉、環(huán)氧樹脂-聚酰胺和酒精;先將環(huán)氧樹脂-聚酰胺溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待環(huán)氧樹脂-聚酰胺充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻； 將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0017]本實施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側(cè)限壓縮測試， 從而獲得該實施例質(zhì)量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖3所示。
[0018]實施例4、按質(zhì)量配比稱量:細河砂100份；重晶石粉100份；娃橡膠1份；環(huán)氧樹脂-聚酰胺5份；酒精10份。
[0019]按質(zhì)量配比稱取細河砂、重晶石粉、硅橡膠、環(huán)氧樹脂-聚酰胺和酒精;先將環(huán)氧樹脂-聚酰胺溶解在酒精中，并用溫水對其進行加熱以加速溶解;待環(huán)氧樹脂-聚酰胺充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入到事先攪拌好的細河砂和重晶石粉均勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻，并且邊攪拌邊緩慢加入硅橡膠;將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天左右，拆模即可。
[0020]本實施例中同樣使用圓柱形模具，制得的樣品可直接進行單軸無側(cè)限壓縮測試， 從而獲得該實施例質(zhì)量配比下所制材料的應力-應變曲線，如圖4所示。
【主權(quán)項】
1.一種軟巖相似模型試驗材料，其特征在于:采用細河砂、重晶石粉、硅橡膠、環(huán)氧樹 脂-聚酰胺和酒精為原料，經(jīng)混合均勻制備而成，其質(zhì)量配比如下:細河砂100份；重晶石粉100份；娃橡膠0-3份；環(huán)氧樹脂-聚酰胺5-8份；酒精10-15份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述軟巖相似模型試驗材料的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟:(1)按質(zhì)量配比稱取細河砂、重晶石粉、硅橡膠、環(huán)氧樹脂-聚酰胺和酒精；(2)先將環(huán)氧樹脂-聚酰胺溶解在酒精中，為加速溶解可用溫水對其進行加熱；(3)待環(huán)氧樹脂-聚酰胺充分溶解在酒精中后，把酒精溶液加入細河砂和重晶石粉的均 勻混合物中，繼續(xù)攪拌至均勻，并且邊攪拌邊加入硅橡膠；(4)將攪拌均勻的混合物倒入模具中并搗實，常溫下干燥約20天，硬化即得軟巖的相似 模型材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述軟巖相似模型試驗材料的制備方法，其特征在于:環(huán)氧樹脂-聚 酰胺要充分溶解在酒精中。
【文檔編號】C04B26/20GK106007484SQ201610331744
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】周小平, 程浩, 李兵, 畢靖, 壽云東, 王允騰
【申請人】重慶大學