岩土工程磁力模型实验土体相似材料的研制

李瑞林^1,2，周国庆¹，陈国舟¹，石高鹏^1,2，李军²

1. 中国矿业大学深部岩土与地下工程国家重点实验室2. 中国矿业大学孙越崎学院

摘 要：岩土工程磁力模型利用电磁力场来模拟重力场进行岩土工程问题的研究,模型中模型尺寸缩小n倍,重力加速度增加n倍,材料的容重、粘聚力、内摩擦角、弹性模量和泊松比等力学参数均可采用原型参数。基于正交实验设计方法研制了一种可用于磁力模型的磁敏性土体相似材料,材料选用石英砂为骨料,膨润土和双飞粉为胶结料,铁氧体为掺料。实验表明,新材料的容重为19～25kN/m2;粘聚力为0～54kPa,内摩擦角7～31°,可在地质力学与岩土工程磁力模型实验中模拟范围较广的土体材料。对相似材料进行力学实验,研究了磁粉含量与材料力学指标的变化关系。

关键词：岩土工程;模型实验;相似判据;磁敏性土体相似材料;