相似材料阅读笔记2

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1、高填土涵洞相似材料模型试验与数值模拟主要内界：依据相似理论，采用正交试验和增加局部试验相结合的方法在最少的试验次数下确定相似材料的配比，得出材料配比用量与力学桁标的关系。根据现场资料，满足儿何相似条件，制作相似材料涵洞模型。相似材料模型试验足川与原型力学性质相似的材料，按一定关系制成模型，它具有原型结构的企部或主要特征。只要设计的模型满足相似指标，则通过模型试验获得的数据和结果可以直接推算到相应的原型结构上去。相似材料模型试验屮模型制作选用的相似材料及艽最佳配比是进行模型试验的前提，相似材料的确定是根裾材料力学参数的相似指标来判定的。相似常数之间必定满妃一定的组合关系，当这相似常数的组

2、合关系式等于1时，两个系统相似。这种等于1的约束各相似常数关系式指标称为相似指只要没计的模型满足相似指标,则可以由模型模拟反映出原型的力学状态，这样确定相似指标成为模拟的关键。初次根据1_9(34)正交表安排试验，考虑砂眘比、用水量、膏土比、养护条件4个因素，以抗压强度相似指标为判定准则，在小范围增加试验，进行二次试验；许.：次试验中权衡各指标相似程度，得到满足相似要求的材料配比。分析初次试验数裾，在抗压强度指标符合较好的范围增加5组配比，此次试验忽略对相似指标影响最小的养护条件，全部采用烘干养护，砂的级配与初次试验相同。相似材料原料的选择1胶结材料胶结材料是决定相似材料性质的主要原料

3、。在选择胶结材料时，主要依据欲配制的相似材料及相似材料模型的物理力学性质，这些性质主耍包括以下几点。1、强度强度足选择胶结材料吋应酋先考虑的因素。如要配制强度岛的相似材料，胶结材料应选择水泥、石膏或合成树脂等，它们可以配制出单轴抗压强度力30-50MP的相似材料，甚至更高。苦耍配制强度较低的相似材料，可选川石灰、粘土、松香、碳酸钙等作为胶结材料,川这些原料可各易地配制出单轴抗压强度小于IMPa的相似材料。也可以选择两种或两种以上胶结材料混合的相似材料，M:强度范阑一般很广，但要经过试验研究才能确定。2、抗压抗拉强度比值抗压强度和抗拉强度的比值是反应扣似材料力学特性的重要参数。根据欲模拟

4、的原型材料的物理力学性质的不同，对相似材料的抗压-抗拉强度比值也有不同的要求。一般情况下，欲模拟的原型材料抗压-抗拉强度比值较人吋，应选川水泥、石灰、碳酸钙等作为胶结材料，用这种材料作为胶结材料可以方便地配制出抗压-•抗拉强度比值为10A-20的相似材料。若欲配制出抗压•抗拉强度比值较小的相似材料时，则应使用石膏等作为相似材料胶结材料，这时可界易地配制出抗压抗拉强度比位在10以下的相似材料，其至可配制出抗压一抗拉强度比值为4左右的相似材料。当采用混合胶结材料时，能够配制fli抗压-抗拉强度比伉范围较广的相似材料。3、力学性质相似材料的力学性质，是指脆性的、弹性的、朔性的还是弹槊性的等等

5、。相似材料的力学性质要和所模拟的原型材料的力学性质相似。在实际使用中，由于需耍考虑其他影响因素的耍求，故必须综合各方而耍求，以合理选择胶结材料。在fid制相似材料时，往往很难只用某一种胶结材料就能配制出符合要求的相似材料，这吋必须使川两种或者两种以上的胶结材料才能满足试验要求，即使川混合胶结材料。3.1充填材料充填材料是影响相似材料的另一个秉要因素，尤其是对相似材料的密度、品体颗粒组成等起决定性的作用。1、密度相似材料模型试验中，对相似材料模型的密度往往冇专门要求，为Z得到符合密度要求的ffl似材料，除了使用模型成型工艺来调控外，主要采用改变充填材料密度的方法。充填材料的密度决定着相似

6、材料的密度，为Y进一步控制相似材料的密度，还nn史川添加剂来控制。2、晶体颗粒组成相似材料主要山胶结材料和充填材料组成。胶结材料和充填材料相比，其粒度要小得多。因此，相似材料的晶体颗粒主要是由充填材料的颗粒组成，相似材料晶体颗粒的人小和级配组成也主要由充填材料控制。相似材料晶体颗粒组成情况对相似材料的力学性质有直接的影响，特别是对和似材料破坏过程的影响很大。因此，在选择充填材料吋，必须根据欲模拟的原型材料的晶体颗粒组成惜况来选择。3、强度充填材料对相似材料的强度也冇重要影响，这足因为相似材料是胶结材料将充填材料胶结后形成的整体。因此，相似材料强度等力学性质和三种结构体有大，一是胶结材料

7、的力学性质，二是胶结材料和充填材料颗粒之胶结面的力学性质，三是充填材料颗粒的力学性质。4:配制扣似材料时，一般应使用颗粒较硬、级配合理的石英砂，来配制强度较高的相似材料。若欲配制强度较低的相似材料时，则可使用粉煤灰、颗粒炉濟、炉濟粉、滑石等作为充填材料。为满足物理力学性质和原型材料相似的要求，常使川混合填料，即使川两种或两种以上的材料作为充填材料。3.2.3水在配制人多数相似紂料吋，耑川水來拌和其它相似材料原料。水在配制相似材料屮的作用主要有两