本发明专利技术公开了一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，是由以下重量份的组分组成的：石英砂1份，滑石粉0.05～0.25份，石膏粉0.05～0.15份，凡士林0.08～0.2份，水0.1～0.2份。该种材料采用石膏作为胶结剂，实现对断层流-固耦合特性的模拟；采用滑石粉和石英砂作为调节剂，调节材料重度；采用凡士林作为阻水剂，调节材料的渗透性，同时也作为材料的塑性胶结剂，用于模拟不同渗透性件下的断层的流-固耦合特性，实现在同一实验中与围岩流-固耦合特性的实时对比。本发明专利技术的流-固耦合模型试验中模拟断层的相似材料，能在较大范围内调节材料的强度和渗透性，可模拟各级强度的各类断层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于材料科学
技术介绍
当前许多学者通过大量的地质力学模型试验来研究地下工程设计和施工方法的优化，进行施工过程力学规律的探索。但是现在的地下工程模型试验存在着许多明显的不足，尤其是在相似材料的研发方面，以前大多数注重模拟物理特性方面的相似，很少考虑到材料的水里特性。虽然有极少数考虑到流-固耦合作用，但是模型试验中往往只是采用一种围岩的相似材料，比较均一，难以反应复杂地质条件下的渗流变化，如含断层的情况下围岩与断层的渗水流量以及其他一些应力位移的差异。对围岩相似材料的研发比较常见，但是断层相似材料的配比却十分罕见。
技术实现思路
针对上述现有技术，为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，该种材料采用石膏作为胶结剂，实现对断层流-固耦合特性的模拟；采用滑石粉和石英砂作为调节剂，调节材料重度；采用凡士林作为阻水剂，调节材料的渗透性，同时也作为材料的塑性胶结剂，用于模拟不同渗透性件下的断层的流-固耦合特性，实现在同一实验中与围岩流-固耦合特性的实时对比，本专利技术还提供了其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的:一种用于流-固耦合模型试验的断层`相似模拟材料，是由以下重量份的组分组成的:石英砂I份，滑石粉0.05 0.25份，石骨粉0.05 0.15份,凡士林0.08 0.2份,水0.1 0.2 份。优选的，是由以下重量份的组分组成的:石英砂I份，滑石粉0.07份，石膏粉0.1份，凡士林0.16份,水0.15份。所述石英砂的粒径小于7mm，且级配均匀。所述石膏粉的细度为650目所述滑石粉的细度为1200目。所述拌合水为普通的饮用水。所述凡士林为白色无毒的医用级凡士林。上述用于模型试验的流-固耦合相似材料的制备方法，包括以下步骤:I)按比例称取石英砂、石膏粉、滑石粉和凡士林；2)将石英砂、石膏粉、滑石粉三种细粒材料混合并搅拌均匀；3)加入称量好的拌合水，充分搅拌；4)将凡士林加热至45°C 60°C，使其熔为液态；5)将液态凡士林与步骤3)所得材料混合，并充分搅拌；6)室温下冷却3 7min，即得用于模型试验的流-固耦合相似材料。本专利技术的用于流-固耦合模型试验中模拟断层相似材料，采用石膏作为胶结剂，同时配上凡士林用作塑性胶结剂，既避免了材料遇水迅速软化崩解，同时又可以实现材料在渗流发展过程中强度降低渗透性增强这一目的，更好的实现流-固耦合特性的模拟；采用凡士林来调节材料的水理特性，保证材料的水理特性满足实验要求；采用石英砂和滑石粉作为骨料，同时也是调节剂，调节材料的重度以及强度和弹性模量等，材料主要参数范围如表I所示，在单轴抗压条件下的应力应变曲线如附图说明图1所示。表I权利要求1.一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，其特征在于:是由以下重量份的组分组成的:石英砂I份，滑石粉0.05 0.25份,石骨粉0.05 0.15份,凡士林0.08 0.2份，拌合水0.1 0.2份。2.根据权利要求1所述的一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，其特征在于:是由以下重量份的组分组成的:石英砂I份，滑石粉0.07份,石膏粉0.1份，凡士林0.16份，拌合水0.15份。3.根据权利要求1所述的一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，其特征在于:所述石英砂的粒径小于7_，且级配均匀。4.根据权利要求1所述的一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，其特征在于:所述石膏粉的细度为650目。5.根据权利要求1所述的一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，其特征在于:所述滑石粉的细度为1200目。6.根据权利要求1所述的一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，其特征在于:所述凡士林为白色无毒的医用级凡士林。7.权利要求1 6中任一项所述的一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: O按比例称取石英砂、石膏粉、滑石粉、凡士林和拌合水； 2)将石英砂、石膏粉、滑石粉三种细粒材料混合并搅拌均匀； 3)加入称量好的拌合水，充分搅拌； 4)将凡士林加热至45°C 60°C，使其熔为液态； 5)将液态凡士林与步骤3)所得材料混合，并充分搅拌； 6)室温下冷却3 7min，即得用于模型试验的 流-固耦合相似材料。全文摘要本专利技术公开了一种用于流-固耦合模型试验的断层相似模拟材料，是由以下重量份的组分组成的石英砂1份，滑石粉0.05～0.25份，石膏粉0.05～0.15份，凡士林0.08～0.2份，水0.1～0.2份。该种材料采用石膏作为胶结剂，实现对断层流-固耦合特性的模拟；采用滑石粉和石英砂作为调节剂，调节材料重度；采用凡士林作为阻水剂，调节材料的渗透性，同时也作为材料的塑性胶结剂，用于模拟不同渗透性件下的断层的流-固耦合特性，实现在同一实验中与围岩流-固耦合特性的实时对比。本专利技术的流-固耦合模型试验中模拟断层的相似材料，能在较大范围内调节材料的强度和渗透性，可模拟各级强度的各类断层。文档编号C04B28/14GK103183495SQ201310104498公开日2013年7月3日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日专利技术者李利平, 王康, 李术才, 雷霆, 周毅, 宋曙光, 王庆瀚, 李邦翔 申请人:山东大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于流?固耦合模型试验的断层相似模拟材料，其特征在于：是由以下重量份的组分组成的：石英砂1份，滑石粉0.05～0.25份，石膏粉0.05～0.15份，凡士林0.08～0.2份，拌合水0.1～0.2份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李利平，王康，李术才，雷霆，周毅，宋曙光，王庆瀚，李邦翔，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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