[发明专利]一种再现裂隙的流固耦合相似模拟材料及制备方法

权利要求书

1.一种再现裂隙的流固耦合相似模拟材料，其特征在于按质量配比计为：河沙70%～80%，滑石粉10%～15%，液压油3%～5%，石蜡2%～8%，生物纤维质粉末1%～3%，聚乙烯醇pva可溶材料2%，加热后搅拌冷却后获得成型的模拟材料。

2.根据权利要求1所述的再现裂隙的流固耦合相似模拟材料，其特征在于：再现裂隙的流固耦合相似模拟材料成型的硬度与添加的石蜡质量比成正比，石蜡含量越多材料硬度越高。

3.一种用于权利要求1所述再现裂隙的流固耦合相似模拟材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

a. 将河沙，石蜡，滑石粉，液压油，生物纤维质粉末，pva可溶材料按照质量进行配比；

b. 将pva可溶材料制成0.1mm线径，长度2~5cm不等的裂隙体；

c. 将河沙放入电热锅加热中加热并持续搅拌3分钟，待河沙加热后放入滑石粉继续保持温度继续搅拌均匀，搅拌时间约为1分钟~3分钟；

d. 将河沙与滑石粉搅拌均匀后，向电热锅加入石蜡直至融化，继续保持温度将所有材料搅拌均匀，搅拌时间约为3分钟，之后再向电热锅加入液压油，继续搅拌时间1分钟；

e.将上述材料搅拌均匀后向电热锅内同时加入秸秆末与pva可溶性材料，之后保持温度继续搅拌1分钟~3分钟；

f.将步骤e获得的搅拌均匀的材料按照需要灌入模型容器或者模具内，放入过程中夯实铺平，静置24小时待其固结成型即可获得包含pva的模拟材料；

g.将包含pva的模拟材料入水中浸泡24～48小时，使其中预制的pva可溶性材料充分与水接触，并完全融化，从而在模拟材料中形成不同造型的微小空腔，以模拟岩石体的中裂隙；

h.待模拟材料干燥后即获得再现裂隙的流固耦合相似模拟材料。

4.根据权利要求1所述的再现裂隙的流固耦合相似模拟材料制备方法，其特征在于：所有加入电热锅的材料总容积应小于容积1/2，电热锅内加热各个材料的温度在80℃~100℃。

5.根据权利要求1所述的再现裂隙的流固耦合相似模拟材料制备方法，其特征在于：

所述的河沙为圆粒等目数，作为骨料使用，目数范围在40目～70目范围内调节其强度；

所述的滑石粉作为调节剂，目数范围在325目～800目范围内；

所述的液压油为抗磨性液压油，为调节剂；

所述的石蜡为粒状固体石蜡，作为胶结剂，工业标号在52#～58#范围内；

所述的生物纤维质粉末具有吸水特性和常温稳定性，具体为粉末状秸秆末、锯末、玉米杆末，作为储水导水剂，粒径小于1mm；

所述的pva可溶材料作为模拟裂隙体，为圆柱型，通过3D打印生成，其直径介于0.01～1mm，在使用时截成微小线段使用，线段长度根据所需模拟的材料厚度确定，作为优选，可以选择为所需模拟材料厚度的1/5。