本 科 生 科 研 训 练 相 似 材 料 模 拟 实 验 姓 名： 胡立龙 学 号： 0809040107 院 系： 土木与交通学院 班 级： 灾防08-1 班 学 时： 成 绩： 实验目的：了解相似材料模拟掩饰的基本原理和基本过程。 基本原理：相似材料模拟实验是采用与原理物理力学性质相似的材料，按一定的几何相似常数缩制成试验模型进行相应的目的的研究的一种试验方法。采用这种方法模拟覆岩采动过程，研究其变形破坏规律可以节省大量的观测费用，而且结果更加直观。 仪器设备：相似材料模拟实验台。 实验步骤： 1、了解配比变化对材料的物理力学性质的影响，包括骨胶比、灰膏比和用水量的影响； 2、根据试验要求，按比例配比，制作模拟材料，选定并准备好适应的骨料，胶结料，水等，制作出不同配比的材料试件，并进行编号； 3、待试件干燥后，对试件进行强度测试，根据强度相似指标要求，选定相似材料，按表中形式记录好相似材料配比及主要物理力学参数； 4、根据模型尺寸，按每分层厚度计算不同配比材料的用量（层厚度为 20m m ）。 实验数据：1、工作面的设计长度 200m ，推进尺度 130m ，煤层埋深51m ，煤层平均厚度 5m ，用全部垮落法管理顶板，煤层一次采煤深度 5m ，表 1-1 为煤岩物理力学性质指标： 岩断 厚度 主要岩石 容重（kg/m 3） 抗压强度 风化段 10-50 泥岩 26 3-5 2 、相似条件确定 （1）实验设备与材料:实验台尺寸 200mm×2000mm×2000mm，实验材料：硅砂（Φ =0.1~0.35mm）、石灰、石膏、软木屑、四硼酸钠等； （2）主要相似 参数：αL=LH/LM ,LM-模型强度，LH-模型厚度 根据模拟工作面煤层厚度等参数，结合试验台几何尺寸，选几何相似常数αL=0.01； （3）容度相似常数：αL=γH/γM ，γH -原型容重，γM-模型容重工作面不同岩段岩石平均容重为 26kg/m3，，石灰，石膏，硅砂试验材料平均容重为 17kg/m3，容重相似常数为αr=26/17=1.5; （4） 强度相似常数：α ，-原型强度，-模型强度 砂岩 26 6-10 未风化软岩带 60-100 泥岩 26 12 砂岩 26 3 硬岩带 110-240 砂质页岩 26 10-17 砂质页岩 26 10-40 煤 层 段 顶板 油页岩 22 20-23 泥岩 26 10-15 煤层 煤 15 3 底板 砂岩 26 25-65（多 30左右） 泥岩 26 26-30 对自重加载实验模型，容重相似常数与强度相似常数之间应该是 关系。据此强度相似常数 3 、相似材料配比...
