基于正交试验的砂岩相似材料力学性能研究

砂岩相似模拟试验在矿业、土木等领域中应用广泛，为确定砂岩相似材料的配比方案，应用正交设计方法，以河砂/重晶石粉、石膏/水泥、胶结材料/骨料的质量比设置3因子3水平正交试验，对不同配比的试样开展单轴抗压试验、环剪试验，测得每组配比的抗压强度、黏聚力、内摩擦角，研究各参数与正交设计3因子之间的变化规律。基于测试数据，得出以下结论：(1)砂岩相似材料的应力-应变曲线与一般岩石的规律基本相同；(2)对单轴抗压强度起主导作用的是胶结材料与骨料比，试样破坏形态以拉伸-剪切复合失效为主；(3)对黏聚力和内摩擦角起主导作用的是胶结材料与骨料比，环剪试样破坏后发生脆性断裂，且伴有碎石脱落。研究提供了9种相似材料设计配比，可根据需要选择合适的相似材料。