相似材料配比的正交试验研究

本文基于正交试验设计的基本原理，结合煤矿边坡相似材料模拟试验研究的实际，介绍了相似材料配比试验优化方法。指出了高陡边坡相似模拟应注意的问题。     

物理模拟相似材料配比的正交试验研究

本文以砂子、碳酸钙及石膏为相似材料,应用正交设计方法,选取砂胶比、碳酸钙与石膏含量比及试件含水量为三个因素,每个因素设置三个水平,每种岩层设计9组配比方案,并对试件进行单轴压缩试验,获取每种方案下试件的抗压强度,通过比较获得了模型中煤层、粉砂岩和砂岩的相似材料配比号。通过对试验结果进行极差分析,研究了各个因素对试件强度的影响规律,并比较了各个因素的影响程度。     

相似材料配比的正交试验研究

本文基于正交试验设计的基本原理，结合煤矿边坡相似材料模拟试验研究的实际，介绍了相似材料配比试验优化方法。指出了高陡边坡相似模拟应注意的问题。     

模拟煤体的相似材料配比试验研究

对模拟煤体或软岩的相似材料配比进行了试验研究,分析了砂胶比、水固比等因素对相似材料模型的物理力学性能的影响规律,并确定了不同抗压强度的相似材料的配比方案。     

铁矿床物理模型相似材料正交配比试验

以河砂、碳酸钙、石膏和重晶石为相似材料,应用正交设计方法,以骨料质量与胶结材料质量比、碳酸钙质量与石膏质量比、重晶石粉质量与骨料质量比为控制因素,制定了三因素五水平的试验方案。通过室内力学试验,在获取不同方案的密度、抗压强度、弹性模量等力学指标测试的基础上,分析了力学指标影响因素,得出了相似材料配比与力学指标关系方程。结果表明:重晶石含量对相似材料密度起控制作用;抗压强度力学指标主控因素是骨料质量与胶结材料质量比;相似材料的弹性模量力学指标受骨料质量与胶结材料质量比影响最大,其次为重晶石含量,受碳酸钙质量与石膏质量比影响最小。采用MATLAB 程序进行多元线形回归得出,相似材料配比与力学指标关系方程可用于相似材料模型试验配比的确定。     

云磷集团磷矿体相似材料配比试验

以晋宁磷矿2#坑口北部采区露天转地下磷矿体为研究对象,通过矿山压力平面应力相似材料试验设备,进行了相似材料模拟试验的配比研究工作。试验研究结果表明：以砂子、石膏和碳酸钙作为基础骨料,以塑料、软胶、机油、锯末粉作为调剂材料,以自来水作为调解溶液混合制作而成的相似模型材料,可以较好地模拟磷矿体。相关的研究成果可为晋宁磷矿2^#坑口北部采区深部露天转地下磷矿体或类似条件下的矿山地下开采的相似模拟试验奠定基础。     

BOTDA在岩层移动相似材料模拟试验中的应用

为了研究岩层移动变形相似材料模拟试验过程,采用布里渊光时域分析技术(BOTDA)对相似材料模拟试验进行分布式应变测量,在3 m平面应力模型内埋设2根传感光纤,对应位置布置百分表5个,对比分析岩层移动变形过程中的布里渊频移变化。试验结果表明:BOTDA分布式光纤传感技术实现了相似材料模拟试验的分布式应变测量,不仅能很好地测量光纤沿线的岩层垮落情况,而且能够感知和反映某一点处岩层的移动变形特征,为相似材料模拟试验提供了一种全新的测试方法,对相似材料模拟试验测试技术的发展有积极作用。     

石膏类相似材料的配比试验研究

根据地质力学模型试验的相似原理,针对石膏类相似材料的配比进行试验研究。材料有石膏粉、石英砂、水泥、聚丙烯纤维和水,试件按规定配比均匀拌合并压实脱模而成。对模型标准试件进行单轴抗压强度试验和直剪试验等材料力学参数测试,探讨各相似材料成分配比对试件σc、γ与 E的影响特征,选取适合大型地质力学模型试验的配比值,为一次性浇注大尺寸模型试件做准备。该材料具有重度可调、力学参数变化范围广、性能稳定、价格低廉、干燥快速、制作工艺简单、无毒无害等特点。     

松软砂岩型铀矿床相似材料配比试验研究

针对松软砂岩型铀矿床在常规开采过程中存在巷道稳定性差、难以成型的问题,开展巷道开挖支护相似材料配比试验。以细砂、重晶石粉、膨润土、425普通硅酸盐水泥为原料,采用正交试验方法,获得了不同配比条件下相似材料的单轴抗压强度、密度、单轴抗拉强度等物理力学参数。研究表明,与矿岩物理力学参数接近的相似材料配比为：灰砂质量比为1∶8,m(重晶石粉)∶m(砂)为20%,m(膨润土)∶m(砂)为8%,细砂粒径-2.00 mm;得到的相似材料的关键指标(密度、单轴抗压强度和单轴抗拉强度)与矿岩比较接近,误差均在7%之内。相似材料配比试验结果能够满足相似模拟试验要求,研制的松软砂岩相似材料可为开展巷道开挖与支护相似模拟试验提供参考。     

透明岩石相似材料配比试验研究

针对传统岩石相似材料不透明而导致内部变形破裂过程无法直接观测的难题,使用透明材料制作相似模型是有效的解决方法。采用E-44型环氧树脂作为骨料,三乙醇胺作为固化剂,外加酒精松香饱和溶液（RSS）调节脆性,应用全面试验方法,研究了环氧树脂与三乙醇胺质量比和RSS含量对透明岩石相似材料密度、单轴抗压强度、峰值应变、弹性模量、抗拉强度、黏聚力和内摩擦角的影响规律。研究结果表明：环氧树脂与三乙醇胺质量比对材料抗压强度、弹性模量、抗拉强度、黏聚力和内摩擦角起主导作用,而RSS含量对相似材料的密度和峰值应变起主导作用。密度和峰值应变与环氧树脂与三乙醇胺质量比呈正相关,与RSS含量呈负相关。在环氧树脂与三乙醇胺质量比为3∶1时,试件的抗压强度与RSS含量呈负相关,而在其他比例时,抗压强度变化不显著。试件的弹性模量和内摩擦角与环氧树脂与三乙醇胺质量比呈正相关,在环氧树脂与三乙醇胺的质量比为3∶1时,试件的弹性模量和内摩擦角与RSS含量呈负相关,在其他比例时,则与RSS含量呈正相关。抗拉强度和黏聚力随着RSS含量的增加而降低,随着环氧树脂与三乙醇胺质量比的增加而先增加后减少。在同一环氧树脂与三乙醇胺质量比...     

相似材料模拟试验中的误差补偿理论

以岩梁理论和弹性力学为基础建立了相似材料模拟试验的误差补偿理论,经过误差补偿可减少模拟试验误差,从而使相似材料试验结果由定性向定量的转化.     

BP神经网络在开采沉陷相似材料配比中的应用

相似材料模型试验是矿山开采沉陷机理研究的重要研究方法,相似材料配比是实现相似材料模型模拟可靠性的关键因素。由传统试验方法确定相似材料配比费时、费力。综合分析了相似材料选择原则,以中国矿业大学研究制作的相似材料配比表为基础,建立了相似材料配比的BP神经网络模型。以33组试验数据作为训练和测试样本,模型预测的最大相对误差为7.39%。研究表明:所建立BP神经网络模型可基本反映出相似材料抗压、抗拉强度与各材料配比之间的内在影响规律,用该模型进行相似材料配比预测是可行的。     

相似材料模拟试验中的误差补偿理论

在相似材料模拟试验模型铺设过程中,实际铺设模型与设计要求的理论模型相比,总会存在一定的误差,故相似材料模拟试验结果也就会产生相应的误差.以岩梁理论和弹性力学为基础建立了相似材料模拟试验的误差补偿理论.经过误差补偿可减少模拟试验误差,从而可以实现相似材料试验结果由定性向定量的转化.     

相似材料模拟试验中的误差补偿方法

在相似材料模拟试验模型的铺设过程中,与设计要求的理论模型相比,总会存在一定的误差,相似材料模拟试验结果也就会产生相应的误差。文章以岩梁理论和弹性力学为基础建立了相似材料模拟试验的误差补偿理论,经过误差补偿可减少模拟试验误差,从而可以实现使相似材料试验结果由定性向定量的转化。     

BP神经网络在开采沉陷相似材料配比中的应用

相似材料模型试验是矿山开采沉陷机理研究的重要研究方法,相似材料配比是实现相似材料模型模拟可靠性的关键因素。由传统试验方法确定相似材料配比费时、费力。综合分析了相似材料选择原则,以中国矿业大学研究制作的相似材料配比表为基础,建立了相似材料配比的BP神经网络模型。以33组试验数据作为训练和测试样本,模型预测的最大相对误差为7.39%。研究表明:所建立BP神经网络模型可基本反映出相似材料抗压、抗拉强度与各材料配比之间的内在影响规律,用该模型进行相似材料配比预测是可行的。     

模拟煤体的相似材料试验研究

文对模拟煤体或软岩的相似材料配比进行了试验研究,分析了砂胶比、水固比等因素对相似材料模型物理力学性能的影响规律,并确定了不同抗压强度的相似材料的配比方案。     

石灰岩相似材料力学性能试验研究

石灰岩分布广泛,是工程施工常见的岩石种类.针对石灰石相似模型试验的需要,采用水泥石膏材料,对石灰石相似材料开展了试验研究.相似材料试验的条件设置包括３种水泥石膏比、３种砂胶比以及３种水固比,总共有２７种配比.对不同配比的相似材料试件开展了单轴抗压试验、巴西劈裂法试验、直剪试验、霍普金斯杆试验,测得了不同配比相似材料的抗压强度、抗拉强度、内聚力、内摩擦角、弹性模量、泊松比及动态抗压强度等力学参数.基于试验数据,分析了水固比、砂胶比、水泥石膏比对水泥石膏相似材料的力学强度变化规律.结合实测的石灰岩力学参数,分析了石灰岩相似模型试验的材料适用配比.     

矿体自然崩落相似材料模拟试验研究

通过贫矿自然崩落法的相似材料模拟试验,研究了贫矿在拉底过程中的可崩性、崩落机理及崩落速度,为自然崩落法开采设计和施工提供了必要的理论依据.     

急倾斜特厚煤层开采相似材料模拟试验研究

为了探究坚硬顶板急倾斜特厚煤层在未强制放顶条件下,采用水平分段放顶煤方式开采时围岩的运动和裂隙发育规律,采用相似材料模拟的方法进行了研究。通过低强度正交配比试验,确定煤层配比为水泥∶砂子∶水∶活性炭∶煤=6∶6∶7∶1.1∶79.9,所制煤层密度为0.913g/cm3,单轴抗压强度为0.076 MPa,符合相似理论的要求和现场实际情况。相似材料模拟试验结果表明:工作面开采2~3个水平后上覆岩层才会发生大面积的整体垮落;在埋深较浅的水平,上覆岩层垮落前形成整体结构协调运动,在埋藏较深的水平,顶板在各个水平发生较小程度的垮落,相邻水平之间能够形成铰接结构;进入深部开采水平后,各水平开采后顶板随之发生破坏并垮落;顶板离层及裂隙发育规律与顶板运移和垮落规律有较强的一致性;开采水平底板煤层接近岩石底板一侧的应力卸压程度要高于接近岩石顶板的一侧,开采层下部煤层显著卸压深度约为15 m。     

煤岩体的低强度相似材料正交配比试验研究

 本文采用正交试验的方法对煤岩体的低强度相似材料配比进行研究。选用砂子、碳酸钙、石膏配制满足煤岩体力学性质的低强度相似材料。砂胶比、胶结物比例和容重对相似材料的单轴抗压强度均有较显著影响。对试验结果的分析表明,能够利用试验结果的回归曲线方程对给定单轴抗压强度数值的低强度相似材料进行较准确的配比选择。