基于不同残余含水率的相似材料力学特性研究

柴敬^1,2，姚凯亮¹，刘奇^1,3，张丁丁^1,2

1. 西安科技大学能源学院2. 教育部西部矿井开采与灾害防治重点实验室3. 山东科技大学矿业与安全工程学院

摘 要：相似材料力学特性与原始岩石力学特性的相似度对相似模拟试验成功与否起到关键性作用。为提高试验精度,以葫芦素煤矿岩层特性为工程背景,采用实验室试验、理论分析及现场调研等方法,研究了以河砂和重晶石粉为骨料、水泥和石膏为胶结材料的相似材料不同残余含水率配比试验效果。结果表明:各因素对相似材料力学性质的综合影响大小依次为:残余含水率>重晶石粉含量>砂胶比>水膏比;当残余含水率由0%增大到4%时,相似材料的单轴抗压强度和弹性模量分别降低了49.5%和53.3%,泊松比增加了54.8%;根据工程应用验证,线性回归方程的计算值与试验值相似度范围为86.3%～94.8%。该研究成果可为提高相似材料试验精度提供有效的参考。

关键词：相似材料;残余含水率;正交试验;极差分析;回归分析;