[发明专利]重晶石粉胶结岩土相似材料及其制作模拟岩体的方法

权利要求书

1.一种重晶石粉胶结岩土相似材料，其特征在于，该相似材料由重晶石粉为骨料，膨润土为辅助材料，以及107胶和水混合的稀释胶水构成混合料；其中，重晶石粉、膨润土和稀释胶水的质量比为11-13:0.25-0.35：1；稀释胶水中107胶与水的胶水的质量比为1:1.5到1：6。 

2.采用如权利要求1所述相似材料制作模拟岩体的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 

1）采用剪切试验确定稀释胶水的水胶比：制作4组密度相同，重晶石粉、膨润土、稀释胶水的质量配比也相同，但是稀释胶水中107胶与水质量比不同的立方体小试件，每组小试件含有四个相同混合料配比与胶水比的试件；对每组的四个试件，分别使用四种不同垂向荷载进行直推法抗剪试验，测量四种不同压力荷载情况下试件的极限抗剪力；使用最小二乘法拟合相同胶水比的垂向压应力—极限抗剪应力，求出该组小试件的抗剪强度f(即斜率f)；再对各组的抗剪强度f拟合成不同水胶比—抗剪强度f曲线； 

2）采用单轴压缩材料试验确定相似材料密度—弹模曲线：采用4个批次的混合料，每个批次的混合料分别进行该批次的材料试验，具体方法如下：每个批次的混合料制作出至少8组不同湿密度的圆柱状试件,每组试件含有4个相同的试件；对每个试件晒干后进行单轴压缩试验，分别计算各组4个试件的平均湿密度与平均弹模；根据试验数据，做出该批次混合料试件的湿密度——弹模曲线； 

3）计算模型每部位模拟材料的水胶比及湿密度：根据设计原始资料和模型试验的相似比例计算出模型各部位相似材料要求的抗剪强度、弹模，再根据步骤1)和2）的试验结果确定模型各部位对应批次的相似材料水胶比和湿密度： 

4）制作模拟岩体的小块体试件：根据模拟岩体的部位选用对应批次的混合料，再根据该部位的模拟岩体计算要求的湿密度和小块体试件形状，计算一个小块体试件所需混合料的质量；称取该质量的混合料倒入压力成形机中，将该混合料压制成所述要求的湿密度小块体试件；小块体压制完毕后，晾晒2-3天后，根据模拟岩体各部件的形状，选用相应批次的小块体，逐块砌筑成模拟岩体的实验模型。