原料组份对土质相似材料力学特性影响的试验研究

研制适合的相似材料对地质力学模型试验的顺利开展具有重要意义。通过直剪试验、无侧限抗压强度试验和室内三轴试验获得了一种软质土类材料的基本物理力学性质,借助扫描电镜对其微观形貌特征进行了分析,研究了原料组份对该材料强度特性、受力过程及破坏特征的影响规律。结果表明:原料组份变化对相似材料的物理力学参数及力学特性影响显著,洗衣液在软质土类相似材料中的应用效果较好,能够对材料的力学特性进行稳定调节,石膏、重晶石粉和膨润土均为调节材料密度的重要控制变量;洗衣液和水对材料力学参数及应力-应变曲线特征的影响最大,膨润土在材料表观特征、受力过程、破坏特征方面影响较为明显。试验结果为进一步研究地质力学模型试验中土质相似材料的力学特性和制备工作提供了参考。     

加重微粒混凝土模型材料力学特性试验研究

针对模型结构自身质量损失过大而导致的惯性力失真效应等问题,为准确了解模型试验中加重微粒混凝土的力学性能、合理选取结构相似材料,基于正交试验方法,以水灰比、骨胶比、细砂率、重率及石灰比为考量因素,通过密度测试、强度测试和弹性模量测试对该材料进行了研究,借助直观法和方差法对试验结果进行了分析,初步获得了模型材料原料组成对该种材料强度特性的影响规律。结果表明: 原料组份变化对模型材料的物理力学指标及力学特性具有明显影响,极差法和方差法的分析结果大致相同; 重晶石砂在微粒混凝土模型材料中的应用效果较好,重率为调节材料密度的主控指标,并且能够实现材料其他力学参数的稳定调节; 水灰比与抗压强度和弹性模量负相关,增大水灰比将致使抗压强度和弹模迅速降低。试验结果为进一步研究模型试验中结构微粒混凝土材料的制备提供了参考。