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矿山开采的相似模拟实验方法概述一、相似材料模拟实验的原理与方法相似材料模拟实验方法最早的应用大约在十八世纪末十九世纪初，著名地质学家、地质构造模拟实验的先驱James Hall（1761-1832）最早用模拟模型实验再现了各种构造形态的形成过程，包括用叠层湿粘土作褶皱的模拟。
我国地质力学的创始人李四光教授早在1929年就进行了弧形构造的模拟实验研究。
(一)相似第一定律考察两个系统所发生的现象，如果在其所有对应点上均满足以下两个条件，则称这两个现象为相似现象。
条件甲：相似现象的各对应物理量之比应当是常数，称为“相似常数”。
相似材料模拟实验方法要求满足的主要是几何相似，运动相似和动力相似。
几何相似运动相似动力相似式中：l、t、M——长度、时间、质量；p——原型；m——模型“；——长度相似常数；——时间相似常数——质量相似常数条件乙：凡属相似现象，均可用同一基本方程式描述。
(二)相似第二定律约束两相似现象的基本物理方程可以用量纲分析的方法转换成用相似判据方程来表达的新方程，即转换成方程。
两个系统的方程必须相同。
(三)相似第三定律相似第三定律又称为相似存在定律，认为：只有具有相同的单值条件和相同的主导相似判据时，现象才互相相似。
单值条件为：⑴原型和模型的几何条件相似；⑵在所研究的过程中具有显著意义的物理常数成比例；⑶两个系统的初始状态相似，例如岩体的结构特征；层理、节理、断层、洞穴的分布状况；水文地质情况等等；⑷在研究期间两个系统的初始边界条件相似，例如是平面应力问题还是平面应变问题。
矿山工程相似材料模拟实验所选用的材料由骨料、粘结料和添加剂组成。
骨料大都采用河沙或石英砂，粘结料采用石膏或石腊，国外也有采用树脂材料。
添加剂主要是为装置模型工艺需要而加入的缓凝剂、增强剂等。
材料配比的准确是保证模拟实验动力相似的基本条件，装置模型前必须选择各类岩层的模拟材料配比，每更换一次材料（骨料或粘结料）都应进行配比的验证实验。
浅谈矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术摘要: 露天矿山开采使地表植被遭到破坏，导致出现大量的次生裸地及产生大量的水土流失，造成生态环境的严重失衡，矿山开采对环境造成的破坏依靠自然力量来恢复将十分漫长，实施矿山环境综合治理，研究矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术是构建生态系统功能综合评价体系的重大战略需求。
关键词:高陡岩石边坡；生态恢复软体技术；技术研究Abstract: the mining damage to vegetation, causing a lot of secondary LuoDe and have a lot of soil and water loss, the imbalance in the ecological environment, the mining of environmental damage rely on natural strength to recovery will take a long time, the implementation of the mine environment comprehensive management, the mine high and steep rock side slope ecological recovery software technology is to build ecological system function of synthetic evaluation system of great strategic needs.Keywords: high and steep rock slope; Ecological recovery software technology; Technology research中图分类号：U213.1+3文献标识码：A 文章编号：一、矿山高陡岩石边坡生态恢复软体技术研究的必要性露天矿山开采使地表植被遭到破坏，导致出现大量的次生裸地及产生大量的水土流失，造成生态环境的严重失衡，矿山开采对环境造成的破坏依靠自然力量来恢复将十分漫长，特别是我国北方地区尤为严重。
岩质边坡物理模型试验相似材料研究张彦君;年廷凯;王亮;唐军【摘要】岩质边坡物理模型试验中相似材料的选取与制作,通常只是考虑密度、粘聚力、内摩擦角和弹性模量参数在数值上的相似关系,并未考虑相似材料是否能够再现复杂应力条件下岩石的强度和变形特性.为了解决这一问题,通过统计分析汶川地震所诱发滑坡的地层岩性,选取其中常见的石英岩和砂岩作为沉积岩原型;确定相似材料制备的主要控制指标以及试样成型方法,并分别采用两种常用的地质模型相似材料制备方法,在实验室制备其三轴压缩试验标准试样;开展两种相似材料标准试样的三轴压缩试验,研究其在不同围压条件下的应力应变特性与破坏模式.试验结果表明:不同围压条件下,实验室制备的两种相似材料标准试样在剪切破坏之前的应力应变曲线变化规律同实际的岩石原型相符,表现为线弹性关系;相似材料标准试样所受围压与其单轴抗压强度的比值不同的情况下,试样剪切破坏时所受偏应力与其单轴抗压强度的比值与实际岩石原型三轴试验中的比值相近,但相似材料试样的破坏应变均小于实际岩石原型的破坏应变.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2019(054)001【总页数】7页(P55-60,72)【关键词】模型边坡;相似材料;沉积岩;三轴试验;应力应变特性【作者】张彦君;年廷凯;王亮;唐军【作者单位】大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学土木工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】TU452岩质边坡物理模型试验作为研究外部环境荷载作用下边坡内部应力应变的分布和变化规律，以及再现滑坡失稳破坏和运移堆积的大变形过程的有效技术手段，其试验结果的可信性在很大程度上取决于模型边坡与原型边坡的相似程度. 因此，在进行岩质边坡物理模型试验相似设计时，构成模型边坡主体的相似材料的性质是否能够近似反映原型边坡岩体结构的特点显得尤为重要. 目前，岩质边坡物理模型试验中相似材料的选择与制备通常只是基于密度、粘聚力、内摩擦角和弹性模量等主要参数取值之间所满足的相似关系[1-8]，制备所得的相似材料虽然能够再现岩体材料的自重应力场、剪切破坏模式以及一维应力条件下的线弹性特征，但是并不能够确保其同原型边坡内部处于复杂应力条件下的岩石材料具有相似的应力应变特性. 因此，针对复杂应力条件下岩石材料及其相似材料的应力应变曲线的相似问题，本文采用目前常用的两种地质模型相似材料制备方法，确定原型岩石的相似材料各成分配比并且制备相似材料三轴压缩试验标准试样，开展相似材料室内静力三轴压缩试验，研究其相似材料在复杂应力条件下的变形和强度特性，完善岩质边坡物理模型试验相似材料的选择与制备依据.1 相似材料三轴试验标准试样制备1.1 相似材料制备的主要控制指标在岩质边坡物理模型试验的相似设计过程中，组成模型边坡的相似材料同原型边坡的岩体材料之间的物理力学参数不可能全部满足相似关系，所以需要根据试验目的确定相似材料选择与制备的主要物理力学参数控制指标. 以岩质边坡振动台模型试验为例，通常情况下，此类动力模型试验主要关注边坡在地震荷载作用下的动力响应特性和变形破坏机制. 因此，首先为了真实地还原边坡所处的自重应力场以及地震作用过程中可能具有的惯性力，模型边坡与原型边坡组成材料的密度之间需严格满足相似关系；其次，岩质边坡的变形破坏机制通常与岩体材料自身的剪切破坏紧密相关，材料自身的破坏模式可用摩尔库仑强度准则描述，因此为确保模型边坡具有同原型边坡相似的变形破坏机制，粘聚力和内摩擦角参数应当同时作为相似材料制备的控制指标；此外，地震荷载作用下岩质边坡的动力响应通常会随着地震动幅值的逐渐增加而表现出非线性特性，导致材料的弹性模量等线弹性参数之间的相似关系逐渐失效，加上弹性模量的试验确定方法并不唯一，因此实际制备相似材料时很难满足弹性模量参数之间的相似关系. 基于上述分析，本文在制备相似材料三轴试验标准试样的过程中始终确保相似材料的密度、粘聚力和内摩擦角参数严格满足相似关系，而弹性模量等参数之间的相似关系不要求严格满足，位于目标值一定范围内即可.1.2 相似材料三轴试验标准试样成型方法通常情况下，岩石介质相似材料由多种散粒体的混合物通过黏结材料胶结而成. 考虑到需要通过加压的方式使散粒体混合物充分密实和胶结，本文设计制作直径为50 mm，高度为100 mm的成型模具用于批量制作相似材料三轴试验标准试样.通过制备大量的相似材料标准试样，可以发现，由于液体介质在散粒体混合物中所占的质量百分比很小，且在压制过程中会有部分挤出，压制结束时标准试样的成型密度同其完全干燥以后的密度差别很小. 相似材料标准试样的密度简单易测，而粘聚力和内摩擦角等强度参数需要通过室内直接剪切试验或者三轴压缩试验才能测定，因此，本文在制备相似材料标准试样时首先考虑其密度是否满足相似关系. 在此基础之上，选择散粒体混合材料的成型密度作为压制过程结束的控制标准，即通过相似材料的目标密度计算标准试样的质量，量取等质量的散粒体混合物装入成型模具中，利用竖向加压将散粒体混合物的堆积高度压缩至标准试样高度，压制结束即可得到成型密度等于目标密度的标准试样. 随后，拆除模具，试样编号，待其完全干燥后重新测定试样密度，判断是否能够满足相似关系.图1 相似材料标准试样制备过程Fig.1 Manufacturing process of the standard samples for similar materials图1 为相似材料三轴试验标准试样的压制过程，万能试验机竖向压缩模具内部的散粒体混合材料，成型后拆除模具便可得到试验试样成品.1.3 相似材料组成成分及配比通过统计分析汶川地震所诱发的大型滑坡的地层岩性（表1），可以得知真实滑坡区域的岩石材料多数为沉积岩[9]. 因此，本文选取石灰岩和砂岩为岩石原型代表，制备其相似材料并开展相关试验研究.表1 汶川地震大型滑坡的地层岩性统计Tab.1 Stratigraphy of Wenchuan earthquake-induced large-scale landslides地震滑坡名称滑坡区域主要地层岩性安县大光包滑坡白云岩、灰岩、页岩、砂岩安县罐滩滑坡砂岩、灰岩、白云岩、页岩安县老鹰岩滑坡白云质灰岩北川县唐家山滑坡砂岩、泥岩、硅质岩北川县王家岩滑坡砂岩、粉砂岩、砂质页岩北川县北川中学新区滑坡粉砂岩、灰岩北川县鼓儿山滑坡粉砂岩、千枚岩、灰岩、硅质岩青川县东河口滑坡砂岩、灰岩、白云岩、千枚岩青川县窝前滑坡白云岩、硅酸盐岩、泥质岩青川县石板沟滑坡灰岩、白云岩、千枚岩青川县大岩壳滑坡白云岩、板岩青川县董家滑坡板岩汶川县牛眠沟滑坡花岗岩、砂岩、泥质板岩绵竹市文家沟滑坡灰岩、石英粉砂岩、页岩彭州市谢家店子滑坡斜长岩、火山岩、页岩、砂岩平武县平溪村滑坡灰岩平武县郑家山滑坡硅质板岩映秀—卧龙公路K24滑坡千枚岩、石英岩、灰岩目前，岩质边坡物理模型试验设计中所采用的相似材料主要有两种配制方法：（1）由重晶石粉、石英砂、石膏、甘油和水配制而成，其中重晶石粉和石英砂为骨料，石膏为黏结材料，甘油为保水剂[1-3，8]；（2）由铁粉、重晶石粉、石英砂和松香酒精溶液配制而成，其中铁粉、重晶石粉和石英砂为骨料，松香酒精溶液为黏结剂[4-7，10].针对上述两种不同的相似材料制备方法，本文前期采用响应面分析方法进行相似材料的配比试验设计，确定相似材料主要物理力学指标同其组成成分质量比例之间的回归关系. 具体说来，将相似材料的密度、粘聚力和内摩擦角作为研究指标，相似材料散粒体混合物中各成分的质量比例作为试验因素，采用数理统计响应面分析法中的二次通用旋转设计制定相似材料配比试验的方案. 随后，按照设计实验方案制备相似材料标准试样，并且进行室内试验，测定不同配比条件下标准试样的密度、粘聚力和内摩擦角等参数. 最后，根据试验数据结果，分别建立相似材料密度ρ、粘聚力c和内摩擦角ϕ同相似材料各组成成分质量比例之间的回归方程，并对回归方程以及各回归系数进行显著性检验以确保最后所得回归方程简单合理. 基于相似材料配比试验所得到的回归方程，可以相对简单的初步确定配制具有目标物理力学指标的相似材料所需要的各组成成分的质量配比，极大地减少确定相似材料各组成成分质量配比所需要的试验量. 另外，为了能够尽可能全面地研究不同制备方法所得的相似材料在复杂应力条件下的共性，本文采用段首提到的两种方法分别制备不同类型沉积岩的相似材料，其物质组成及质量比例详见表2，其中材料-1用于模拟石灰岩，材料-2用于模拟砂岩.表2 相似材料组成及质量配比Tab.2 Composition and mass mixing ratio of similar materials编号相似材料组成及配比（质量百分比/%）材料-1 重晶石粉（30）∶石英砂（57）∶石膏（5）∶甘油（3）∶水（5）材料-2 铁粉（40）∶重晶石粉（40）∶石英砂（14）∶2%浓度松香酒精溶液（6）2 相似材料标准试样静力三轴试验2.1 相似材料三轴试验方案岩质边坡振动台模型试验相似设计中，相似材料标准试样的强度和刚度通常要远低于原型材料的强度和刚度，常规的岩石静力三轴试验仪器的有效测力或者有效测压范围往往不能满足相似材料的静力三轴试验要求，因此考虑采用土体的静力三轴试验方法开展相似材料标准试样的三轴压缩试验. 基于上述考虑，适当改装大连理工大学海洋土力学试验室所拥有的应变控制式土工静力三轴仪，相似材料标准试样端部打磨光滑，并在试样外侧套上薄层乳胶膜进行防水处理后，以0.10 mm/min的剪切速率分别开展两种相似材料标准试样在不同围压作用下的静力三轴压缩试验. 图2（a）所示即为基于TSZ-1型应变控制式三轴仪所开展的相似材料静力三轴试验，图2（b）则为试验结束时压力腔室内的标准试样在轴压和围压共同作用的剪切破坏形态.图2 相似材料标准试样静力三轴实验Fig.2 Triaxial compression tests of the standard samples of similar materials2.2 相似材料三轴试验结果及强度参数确定两种相似材料在不同围压作用下的应力应变曲线分别如图3和图4所示，其中横纵坐标分别表示试样在实验过程中的轴向应变（εa）和偏应力（σ1 -σ3），σ1和σ3分别为轴压和围压. 根据图3和图 4可知，相似材料标准试样在不同围压作用下剪切破坏时的峰值应力，将其绘制于主应力坐标系内，分别拟合得到两种相似材料的破坏包线，如图5和图6所示，图中横纵坐标分别表示试样剪切破坏时的平均主应力（（σ1 + σ3）/2）和偏应力值的一半（（σ1 - σ3）/2），σc为试样的单轴抗压强度. 观察图5和图6中曲线的拟合程度，可认为实验室制备的两种相似材料的剪切破坏模式均可以采用线性摩尔库仑强度准则来描述. 上述两种相似材料静力三轴试验标准试样的密度、粘聚力及内摩擦角等参数详见表3.图3 不同围压作用下材料-1的应力应变曲线Fig.3 Stress-strain curves of material-1 under various confining pressures图4 不同围压作用下材料-2的应力应变曲线Fig.4 Stress-strain curves of material-2 under various confining pressures图5 材料-1的拟合摩尔库仑破坏包络Fig.5 Fitted Mohr-Coulomb failure envelope for material-1图6 材料-2的拟合摩尔库仑破坏包线Fig.6 Fitted Mohr-Coulomb failure envelope for material-2表3 相似材料主要物理力学参数Tab.3 Physical and mechanical parameters of the similar materials编号ρ/（g·cm-3）c/MPa ϕ/（°）材料-1 2.06 0.205 38材料-2 2.52 0.147 423 复杂应力条件下的材料相似问题3.1 相似材料破坏前的应力应变过程相似问题对比分析图3和图4中两种相似材料三轴试验的偏应力与轴向应变之间的关系曲线可知，试样破坏时的偏应力和轴向应变均随着围压的增大而逐渐增加，其中，破坏时偏应力峰值的增加更为明显. 试样破坏前，两种相似材料标准试样的应力应变曲线基本都表现为线弹性关系，较小偏应力引起较大轴向应变的压密阶段不存在或是不明显，表明标准试样在制备时已经达到较大的密实度且内部存在较少的微裂隙；不同围压之下，相似材料应力应变曲线的线性变化阶段的斜率之间存在差异，表明相似材料的弹性参数会受到围压的影响. 此外，两种相似材料在较低围压之下都表现为典型的脆性破坏特点，但是随着围压的增加将会逐渐表现出延性. 例如，根据图3可以推测材料-1的脆性—延性转化围压大约为700 kPa，当试验围压大于转化围压以后，材料-1将表现出完全延性的破坏特点.通过对比分析上述两种相似材料和各向同性岩石材料[11]的静力三轴压缩试验结果可知，相似材料和各项同性岩石材料在某一围压作用下的应力应变曲线的发展过程相似，以及围压增加对应力应变曲线的影响作用相似，因此，可以认为相似材料在静力三轴试验下具有同多数岩石材料类似的强度和变形特性. 另外，考虑到相似材料在剪切破坏之前，其应力应变曲线中的线性变化阶段的弹性参数可能会受到围压影响，因此，单独依靠弹性参数来判断相似材料同岩石材料在复杂应力条件下剪切破坏之前的应力应变过程是否相似并不可靠.3.2 相似材料破坏时的应力应变状态相似问题相似关系的存在导致相似材料和岩体材料剪切破坏时的应力状态参量在数值上存在很大差距，因此，为便于对比分析相似材料与岩石材料剪切破坏时的应力应变状态，首先需要将三轴试验曲线中的应力状态参量（σ1和σ3）除以材料自身的单轴抗压强度（σc）做归一化处理.图7所示为经过归一化处理的两种相似材料的三轴压缩强度同围压之间的关系曲线，以及该试验曲线同已有沉积岩试验曲线[12]之间的对比. 观察两种相似材料的试验数据曲线发现，其变化趋势同常见沉积岩剪切破坏时的应力状态变化趋势近似：其中，材料-1的试验数据点位于白云岩和石灰岩的应力状态曲线之间，其变化趋势随着围压增加逐渐趋于石灰岩的应力状态曲线；材料-2的试验数据点多数落在白云岩的曲线之上，其变化趋势同白云岩和砂岩的应力状态曲线近似. 此外，两种相似材料在低围压作用下剪切破坏时的应力状态差别不太，意味着两种相似材料可能在低围压条件下表现出相似的脆性破坏特征.图7 相似材料同沉积岩的三轴压缩强度对比Fig.7 Comparison of the triaxial compression strength of various sedimentary rocks and the two similar materials图8 为经过归一化处理的两种相似材料在三轴压缩试验过程中破坏应变（εf）同围压之间的关系曲线，以及该试验曲线同已有沉积岩试验曲线[12]之间的对比.图8 相似材料同沉积岩三轴试验的破坏应变对比Fig.8 Comparison of the failure strains in triaxial compression tests for various sedimentary rocks and the two similar materials对比观察材料-1和材料-2的试验数据曲线可知，两种相似材料剪切破坏时的破坏应变均会随着围压增加而近似呈线性增加趋势，区别在于材料-1数据曲线增加幅度显著大于材料-2. 对比两种相似材料的试验数据曲线同常见沉积岩破坏应变的变化曲线发现，材料-1和材料-2的所有试验数据点均位于常见沉积岩破坏应变数据曲线的左上方，意味着两种相似材料在实验室围压条件下剪切破坏时的应变均大于常见沉积岩的破坏应变，推测可知在试验室围压条件下，试验室制备的相似材料的弹性模量参数明显低于常见沉积岩的弹性模量参数. 材料-1的数据曲线的变化趋势同石灰岩的破坏应变曲线变化趋势近似一致，而且根据曲线的走势，可以推测无论围压如何变化，材料-1的破坏应变总是大于常见沉积岩的破坏应变；材料-2的数据曲线的变化趋势同砂岩的破坏应变曲线变化趋势相似，根据曲线的走势，可以推测随着围压的逐渐增加，材料-2的破坏应变将逐渐接近或低于真实沉积岩的破坏应变值.综合上述对本文中两种相似材料剪切破坏时应力应变状态的分析发现，相似材料同常见沉积岩破坏时的应力状态虽然相似，但是应变状态存在较大差异，说明相似材料的选择和制备需要同时兼顾强度和变形两个方面的要求；单从相似材料剪切破坏时的应力应变变化规律来看，材料-1同石灰岩相似，材料-2同砂岩相似.4 结论通过研究实验室制备的两种相似材料在静力三轴压缩试验中的强度和变形特性，为岩质边坡物理模型试验中岩石块体相似材料的选择与制备提供合理依据，主要得出以下几点结论和建议：（1）实验室制备的两种相似材料在复杂应力条件下剪切破坏之前的应力应变曲线的变化规律同多数各项同性岩石材料基本相符，但该变化过程是否相似并不能简单采用弹性参数进行判断.（2）实验室制备的两种相似材料在复杂应力条件下剪切破坏时的应力状态同常见沉积岩相符，但破坏应变均大于常见沉积岩的破坏应变.（3）为确保相似材料能够真实模拟岩石块体在复杂应力条件下的强度和变形特性，建议在选择与制备岩石块体的相似材料时，除了必须满足相似材料同原型材料的密度、粘聚力和内摩擦角等主要指标之间的相似关系，还应当开展相似材料的强度和变形试验，综合判断相似材料剪切破坏前的应力应变过程以及剪切破坏时的应力应变状态是否与原型材料相似.【相关文献】[1]许强，刘汉香，邹威，等. 斜坡加速度动力响应特性的大型振动台试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，2010，29(12)： 2420-2428.XU Qiang， LIU Hanxiang， ZOU Wei， et al. Largescale shaking table test study of acceleration dynamic response characteristics of slopes[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering， 2010， 29(12)： 2420-2428.[2]刘汉香，许强，徐鸿彪，等. 斜坡动力变形破坏特征的振动台模型试验研究[J]. 岩土力学，2011，32（增刊2）：334-339.LIU Hanxiang， XU Qiang， XU Hongbiao， et al.Shaking table model test on slope dynamic deformation and failure[J]. Rock and Soil Mechanics， 2011，32（S2）：334-339.[3]邹威，许强，刘汉香，等. 强震作用下层状岩质斜坡破坏的大型振动台试验研究[J]. 地震工程与工程振动，2011，31(4)： 143-149.ZOU Wei， XU Qiang， LIU Hanxiang， et al. Largescale shaking table model test study on failure of layered rocky slope under strong ground motion[J]. Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration，2011， 31(4)：143-149.[4]董金玉，杨国香，伍法权，等. 地震作用下顺层岩质边坡动力响应和破坏模式大型振动台试验研究[J]. 岩土力学，2011，32(10)：2977-2982.DONG Jinyu，YANG Guoxiang，WU Faquan，et al.The large-scale shaking table test study of dynamic response and failure mode ofbedding rock slope under earthquake[J]. Rock and Soil Mechanics， 2011， 32(10)：2977-2982.[5]杨国香，叶海林，伍法权，等. 反倾层状结构岩质边坡动力响应特性及破坏机制振动台模型试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，2012，31(11)： 2214-2221.YANG Guoxiang， YE Hailin， WU Faquan， et al.Shake table model test on dynamic response characteristic and failure mechanism of antidip layered rock slope[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering， 2012， 31(11)： 2214-2221.[6]杨国香，伍法权，董金玉，等. 地震作用下岩质边坡动力响应特性及变形破坏机制研究[J]. 岩石力学与工程学报，2012，31(4)： 696-702.YANG Guoxiang， WU Faquan， DONG Jinyu，et al.Study of dynamic response characters and failure mechanism of rock slope under earthquake[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering， 2012，31(4)： 696-702.[7]董金玉，杨继红，伍法权，等. 顺层岩质边坡加速度响应规律和滑动堵江机制大型振动台试验研究[J]. 岩石力学与工程学报，2013，32（增刊 2）：3861-3867.DONG Jinyu， YANG Jihong，WU Faquan， et rge-scale shaking table test research on acceleration response rulesof bedding layered rock slope and its blocking mechanism of river[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering， 2013， 32（S2）：3861-3867.[8]杨长卫，张建经. 双面高陡边坡的地震滑坡响应分析[J]. 西南交通大学学报，2013，48(3)：415-422.YANG Changwei， ZHANG Jianjing. Landslide responses of high steep hill with two-side slopes under ground shaking[J]. Journal of Southwest Jiaotong University，2013，48(3)： 415-422.[9]许强，裴向军，黄润秋，等. 汶川地震大型滑坡研究[M]. 北京：科学出版社，2009：51-465.[10]王汉鹏，李术才，张强勇，等. 新型地质力学模型试验相似材料的研制[J]. 岩石力学与工程学报，2006，25(9)： 1842-1847.WANG Hanpeng， LI Shucai， ZHANG Qiangyong，et al. Development of a new geomechanical similar material[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering， 2006， 25(9)： 1842-1847.[11]BRADY B H G， BROWN E T. Rock mechanics：for underground mining[M]. [S.l.]：Springer Science &Business Media， 2013：101-104.[12]HEUER R E， HENDRON JR A J. Geomechanical model study of the behavior of underground openings in rock subjected to static loads：report 1. development of modeling techniques[R]. Urbana: Illinois University，1969.。
采矿工程相似材料及模型试验研究王展【摘要】根据某矿工程地质条件,选用河砂、石灰和石膏为相似材料,进行了相似材料力学性质配比实验和平面物理模型试验。
研究结果表明：所用相似材料能够反映原型材料力学性质;平面模型试验再现了综放工作面覆岩运动和破坏的情景,覆岩冒落过程与工程实际相符较好。
%According to the geological conditions of a mine engineering,selected the river sand,lime and gypsum as similar materials,made similar materials mechanical properties proportioning test and plane physical model test.The results showed that： the used similar materials could reflect the prototype mechanical properties,the plane model test reproduction of fully mechanized caving face overlying strata movement and failure scenarios,cover rock caving process and engineering practice accorded very good.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)032【总页数】2页(P108-109)【关键词】相似材料;配比实验;模型试验;冒落拱【作者】王展【作者单位】江苏省徐州市广播电视大学铜山分校,江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TU458.40 引言采矿工程遇到的岩体由于形成的漫长历史年代中产生的层理节理，或在工程开挖影响下，发生不同程度破裂，采用连续介质数值模型不能很好地模拟分析潜在的岩块滑动、转动，也很难进行覆岩破裂过程变化的模拟;而相似物理模型试验能较好地再现力学破裂机理等特点，在基本满足相似原理的条件下，能避开数学和力学上的困难，较真实、全面、直观、准确地反映采场岩层的破裂、冒落和移动规律，以及岩体工程的整体力学特征、变形趋势及稳定性特点，在研究综放工作面覆岩运动及破坏规律方面具有显著的优势[1-4]。
边坡施工模型试验相似材料研究? 边坡施工模型试验相似材料研究边坡施工模型试验相似材料研究苏杭1,2，周海清1，武松1，赵晓坷1 (1.后勤工程学院土木工程系，重庆401311; 2.68612部队，宁夏750000) [摘要] 结合边坡施工的模型试验研究，对坡体的相似材料进行了试配，研究了不同配比对坡体相似材料黏聚力和内摩擦角的影响规律；最终选用采用红粘土(烘干)、重晶石粉、滑石粉、水为基本材料按配合比0.7∶0.15∶0.05∶0.1模拟滑体，采用红粘土(烘干)、重晶石粉、滑石粉、石英砂、水泥、水为基本材料为基本材料按配合比0.3∶0.38∶0.03∶0.1∶0.06∶0.13模拟滑床，构建了几何相似比1∶10的模型试验；通过试验发现模型边坡临空面附近的坡体在开挖之后3～4 h内变形最明显，同时也诱发上级边坡土体产生一定松弛变形。
[关键词] 边坡施工；模型试验；相似材料；坡体水平位移0 前言模型试验一直以来模型试验是解决工程中疑难复杂课题的重要措施，其理论基础是相似理论[1]。
物理模型与原型应满足几何相似、质量相似、荷载相似、介质物理性质相似和边界条件相似，二者之间的所有同名物理量只有大小比例上的不同，其变化机理和物理过程在本质上是一致的，最后将模型试验得到的规律按照相似关系反推并应用于实际工程。
而相似材料的选取和配比对试验结果的影响比较大，李术才[2]应用地质力学模型试验的流-固耦合相似理论，研制出一种由砂、重晶石粉、滑石粉、水泥、凡士林、硅油和适量拌合水组成的新型流-固耦合相似材料；彭海明[3]选用水泥石膏作为岩石的模拟材料，研究了水泥石膏的物理力学；叶海林[4]采用标准砂、石膏粉、滑石粉、甘油、水为基本材料模拟了边坡动力破坏特征的振动台模型试验。
本文通过大量的试配寻求边坡相似材料最佳配比，同时结合试验结果分析了边坡开挖与支护过程中坡体水平位移的变化情况。
1 模型试验相似关系试验中采用的模型箱为后勤工程学院边坡隧道耦合试验仪的一部分，见图1，模型箱的尺寸为：长5 m、宽0.7 m、高3 m，坡脚35°。
新型岩土相似材料的力学试验研究及应用李勇;朱维申;王汉鹏;李术才;张强勇【期刊名称】《隧道建设》【年(卷),期】2007(027)0z2【摘要】介绍了国内外近几十年来岩土工程地质力学模型试验相似材料的研究现状,并分析了它们的优缺点.结合西部几个重大的隧道及地下厂房的地质力学模型试验研究,给出了一种新型的岩土工程相似材料,由铁精粉、重晶石粉、石英砂、松香酒精溶液等材料经一定的配比研制而成.通过实验室的单轴抗压强度试验、假三轴试验、巴西试验等经典力学试验研究这种复合材料在不同配比条件下的力学特性,从而使这种复合材料能用于不同工程的物理模型试验,并成功用于某大型分岔式隧道的三维地质力学模型试验中.试验结果证明,这种新型岩土相似材料能很好的满足不同工程物理模拟的需要,值得在以后的模型试验中得到推广.【总页数】4页(P197-200)【作者】李勇;朱维申;王汉鹏;李术才;张强勇【作者单位】山东大学岩土与结构工程研究中心,济南,250061;山东大学岩土与结构工程研究中心,济南,250061;山东大学岩土与结构工程研究中心,济南,250061;山东大学岩土与结构工程研究中心,济南,250061;山东大学岩土与结构工程研究中心,济南,250061【正文语种】中文【中图分类】TU458+.4【相关文献】1.改性岩土材料SHPB动力学试验研究 [J], 张伟;张海波;吕磊;冯岩2.PFC双轴模拟试验下岩土材料的力学参数研究 [J], 陈蕾3.极薄保护层钻采数值模拟和相似材料模拟试验研究及应用 [J], 刘志鸿;李红行;付建华4.新型岩石相似材料物理力学参数影响因素的试验研究二 [J], 林海飞;翟雨龙;李树刚;赵鹏翔;李莉5.铁晶砂胶结新型岩土相似材料的研制及其应用 [J], 张强勇;李术才;郭小红;李勇;王汉鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
