新型岩石相似材料物理力学参数影响因素的试验研究

第３５卷第４期　西　安科技　大　学　学报　Ｖｏ１．３５　Ｎｏ．４　２０１５年０７月　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＸＩ’ＡＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｊｕ１．２０１５　ＤＯＩ：１０．１３８００／ｊ．ｃｎｋｉ．ｘａｋｊｄｘｘｂ．２０１５．０４０３文章编号：１６７２—９３１５（２０１５）０４—０４０９—０６　新型岩石相似材料物理力学参数　影响因素的试验研究　林海飞　，翟雨龙　，李树刚　，赵鹏翔　，一，李　莉　，　（１．西安科技大学能源学院，陕西西安７１００５４；２．教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安７１００５４）　摘要：运用岩石力学、单因素分析法等理论与方法，通过制作以砂子、石蜡、油等原料的相似材　料试件，开展了不同冲击次数、骨料粒径、油含量试件力学性质测试试验。试验结果表明：在石蜡　砂子质量之比、油含量等因素一定时，冲击次数为７次、５次、３次，其峰值分别为０．１８０，０．１４２，　０．１２３　ＭＰａ，冲击次数多的试件抗压强度高于冲击次数少的。骨料粒径为：０．２—０．３，０．３—０．４５，　Ｏ．４５～０．９　ｍｍ，其峰值分别为０．０７９，０．１１４，０．１４５　ＭＰａ，骨料粒径大的试件的抗压强度总是高于　骨料粒径小的。油含量为０，１０，２０　ｍＬ，其峰值分别为０．１９７，０．１２４，０．１０８　ＭＰａ，油含量大的试件　抗压强度低于油含量少的。试件的抗压强度随着冲击次数的不断增大，均随之增大；随着骨料粒　径不断增大，均随之增大；随着油含量的不断增加，均随之减小。这些研究成果对相似材料模拟　试验具有一定意义。　关键词：相似模拟；抗压强度；影响因素；骨料粒径；冲击次数；油含量　中图分类号：ＴＤ　３２５　文献标志码：Ａ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｆｏｒ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｒｏｃｋ　ＬＩＮ　Ｈａｉ－ｆｅｉ　，　，ＺＨＡＩ　Ｙｕ—ｌｏｎｇ　，　，ＬＩ　Ｓｈｕ－ｇａｎｇ　，　，ＺＨＡＯ　Ｐｅｎｇ—ｘｉａｎｇ　，　，ＬＩ　Ｌｉ　’　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＥｎｅｒｇｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｅｎｅｒｉｎｇ，　’ａｎ　Ｕｎｉｖｅｍｉｔｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｆｏＷｅｓｔｅｒｎ　Ｍｉｎｅ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｈａｚａｒｄ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｙｒ　ｆｏＥｄｕｃａｔｉｏｎ，　’ａｎ　７１００５４，Ｃｈｉａｎ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ　ｒｏｃｋ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆａｃｔｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｅ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐ－　ｅｒｔｙ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｆｏｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｇｒａｉｎ　ｄｉａｍｅｔｅｒ，ｉｍｐａｃｔ　ｎｕｍｂｅｒ　ａｎｄ　ｏｉｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｂｙ　ｍａｋｉｎｇ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｔｈａｔ　ｉｓ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｏｆ　ｓａｎｄ，ｐａｒａｆｆｉｎ　ａｎｄ　ｏｉｌ．Ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｔｉｍｅｓ　ａｒｅ　７，５，３　ｔｉｍｅｓ，ｉｔｓ　ｐｅａｋ　ａｒｅ　０．１８０，０．１４２，０．１２３　ＭＰａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｉｔｈ　ｍｏｒｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｎｕｍｂｅｒ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｌｅｓｓ　ｏｎｅ．Ｔｈｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ａｒｅ　０．２—０．３，０．３—０．４５，０．４５—０．９　ｍｍ，ｉｔｓ　ｐｅａｋ　ａｒｅ　０．１４５，０．１１４，０．０７９　ＭＰａ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｉｔｈ　ｌａｒｇｅｒ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｉｚｅ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｍａｌｌｅｒ　ｏｎｅ．Ｔｈｅ　ｏｉｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｒｅ　０，１０，２０　ｍＬ，ｉｔｓ　ｐｅａｋ　ａｒｅ　０．１９７，０．１２４，０．１０８　ＭＰａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｉｔｈ　ｍｏｒｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｎｕｍｂｅｒ　ｉｓ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ｏｎｅ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｉｌｌ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｎｕｍｂｅｒｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｉｌｌ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｉｚｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　收稿日期：２０１５—０２—２０　责任编辑：刘　洁　基金项目：国家自然科学基金科学仪器基础研究专款（５１３２７００７）；国家自然科学基金资助项目（５１１７４１５７，５１３０４１５６）；青年科学基金　（５１１０４１１８）；陕西省自然科学基础研究计划资助项目（２０１４ＫＪＸＸ６９）　通讯作者：林海飞（１９７９一），男，山西大同人，博士，副教授，Ｅ－ｍａｉｌ：３９１８８６４＠ｑｑ．ｃｏｒｎ　４１０　西安科技大学学报　２０１５丘　ｗｉｌｌ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｉｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｙ　ｈａｖｅ　ｇｒｅａｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉ－　ａｌ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ。ｇａｓ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｆａｃｔｏｒｓ；ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｉｚｅ；ｉｍｐａｃｔ　ｎｕｍｂｅｒ；ｏｉｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　０引　言　相似材料模型能够真实反映地质构造和地质　括：冲击次数、骨料粒径、油含量、胶砂比等。　试验采用双开模具制作圆柱体试件，尺寸为　＋５０　ｍｍ×１００　ｍｍ，径、高比为１：２，可以满足煤岩　石试件的压缩试验要求。本次试验测量的指标是　力学特征，但对于固流耦合、固气耦合问题，相似　模拟非常复杂，模拟材料必须同时满足固体变性　和渗透性２个相似条件…。左保成　等分析了养　护方式、砂胶比及胶结材料的配比、时间等因素对　试块的影响。候忠杰、张杰　以砂子作为骨料，石　蜡作为胶结剂进行了模型试验研究得出了与实际　相似的“固一液”耦合相似材料的配比。李树忱　等以滑石粉、机油等为相似材料，研制出了能满足　隧道涌水模拟试验的相似材料并分析了材料组份　及装模温度对相似材料性能的影响。综合分析发　现　Ｊ，在分析影响新型岩石相似材料力学特性因　素时，均对冲击次数、骨料粒径、油含量这些重要　影响因素研究的不够充分　Ｊ。因此开展试验分　析，研究冲击次数、骨料粒径、油含量对相似材料　力学参数的影响，也为固气耦合试验打下基础。　１　相似料选择及试验方法与力学参数测定　１．１相似材料的选择　在物理相似模拟试验中，选择合适的模型材　料是定量模拟的关键环节之一。根据前人大量的　试件制作经验，煤岩性相似材料的选择应满足材　料的某些特性与煤岩体类似；模拟过程中相似材　料的力学性能比较稳定；改变材料配比可使材料　的力学特性变动范围幅度较大；原材料来源广泛，　成本低廉，凝固时间短，便于模型的制作；模型材　料的物理力学性能稳定，尤其不因温度、湿度和时　间等改变而产生明显变化　。本次试验所制作　的相似材料试件由散粒物质制作而成，选用了不同　粒径的砂子，通过给石蜡中加入油，来控制材料的强　度。为了控制相似材料试件的强度和塑性破坏，选　用了低溶度优质石蜡，石蜡加热后，变成液态，在与　沙子充分混合后，短时间内石蜡的温度降低，填充了　沙粒之间的空隙，适合于室内相似材料模拟　卜ｎｊ。　１．２相似材料试验方案及方法　根据单因素分析法，本次试验中的变量Ｎ包　抗压强度，每３个试件为一组。试验利用ＹＹｗ型　无侧限压力仪对不同配比的各组试件进行单轴抗　压强度试验。相似材料试件成型中，顺时冲击力　与冲击次数决定了试件的物理力学参数。在控制　定量冲击的条件下，进行冲击次数为３次、５次、７　次（在重锤为５　ｋｇ，压件筒高度为１．５　ｍ的条件下，　自由落锤单次的冲击力为２７４　Ｎ）；骨料粒径为０．２　～０．３，０．３～０．４５，０．４５—０．９　ｍｍ；骨胶比分别为　５０：１，６０：１，７０：１，８Ｏ：１，９０：１；油含量分别为０，５，　１０，１５，２０　ｍＬ的相似材料影响因素试验。　表１单因素方案表　Ｔａｂ．１　Ｓｉｎｇｌｅ・ｆａｃｔｏｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｌｉｓｔ　冲击次数／次　骨料粒径／ｍｍ　油含量／ｍＬ　胶砂比　Ｏ　１：５０　０．２～Ｏ．３　０．３～０．４５　Ｏ　０．４５～０．９　∞　０　１０　２０　０　１．３相似材料物理力学参数的测定　试验利用ＹＹＷ一２型手动无侧限压力仪对相　似材料试件进行抗压强度测试，得到其全应力一　应变曲线。其弹性段的斜率即为相似材料试件的　弹性模量Ｅ，其部分值见表２．　通过对试验结果进行分析，发现相似材料的　抗压强度分布在０．０１９～０．１９７　ＭＰａ，弹性模量分　第４期　林海飞等：新型岩石相似材料物理力学参数影响因素的试验研究４１１　布在２．３７５～２７．１２５　ＭＰａ，泊松比分布在０．０５～　０．２１．试验结果表明相似材料基本可以模拟相应岩　由于材料处于低强度，在持续稳压过后，应力出现　较快下降。冲击３次试件的轴向应变在１．１５％时　体材料模型力学特性…　。　表２部分试件物理力学参数测试结果　Ｔａｂ．２　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　２冲击次数对相似材料力学参数的影响　２．１　不同冲击次数下相似材料应力一应变曲线　对比分析　以冲击次数为例分析试件的应力一应变特　性。由于试验试件抗压强度相对较低，存在人为　误差，因此制作的试件在１９℃下经过４８　ｈ风干后　进行抗压强度测试。每组试件为３个，取其平均值　绘制试件应力一应变曲线，如图１所示。　善　足　暴　０　轴向应变，％　图１　不同冲击次数试件应力一应变曲线　Ｆｉｇ．１　Ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ　ｃａｌｖｅ　ｏｆ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｔｉｍｅｓ　ｆｏｒ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　对不同冲击次数试件进行单轴抗压强度测　试，从图１所示实验结果可知，从峰值来看，不同冲　击次数试件抗压强度由大到小依次为：７次、５次、３　次，其峰值范围分别为０．１９７，０．１４２，０．１２３　ＭＰａ．　加载过程中，试件整体曲线较为稳定，冲击７次试　件的轴向应变在１．３７％前轴向应力为上升的，轴　向应变为在１．３７％～１．５２％后出现明显的应力跌　落，说明试件内部材料瞬间破裂后形成主裂隙扩　展。冲击５次试件的轴向应变在１．２％时达到峰　值，峰后出现一小段较明显的稳压区，说明试件出　现局部破坏后，但暂未影响破裂后应力的变化，但　达到峰值，峰后曲线卸压同样较快，应力达到峰值　后，曲线开始下降。测试试件均以近似直线的趋　势下降，呈现明显脆性。　２．２冲击次数对不同配比相似材料力学参数的　影响　在经过１９℃下经过４８　ｈ风干后进行抗压强　度测试，此时试件已完全干燥，且强度已趋于稳　定。相似材料试件力学参数的变化规律如图２　所示。　罨　嘿　出　图２试件物理力学参数随冲击次数变化曲线　Ｆｉｇ．２　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｉｔｈ　ｉｍｐａｃｔ　ｎｕｍｂｅｒｓ　（ａ）抗压强度随冲击变化　（ｂ）弹性模量随冲击变化　对图２（ａ）数据采用线性回归的方法进行拟　合，所得关系式见表３，拟合度处于［０．９７７　８，　０．９８８　５］范围内，表中ｏｒ。，　分别代表抗压强度与　冲击次数的含量。　根据上述拟合结果可以看出，抗压强度与油　量在石蜡砂子质量之比位于［０．０１２　５，０．０２］范围　之内，满足以下关系式。　Ｇｒ　＝Ａｌｎｘ＋Ｂ．　（１）　式中Ｇｒ。为试件抗压强度；　为石蜡与砂子之比；　Ａ，Ｂ为拟合常数，由使用材料自身性质及制作工艺　决定，其中系数　随含油量的增加呈现减小的变　化规律，而Ａ，曰的范围分别为［０．０１５　４，０．０５２　３］，　４１２　［０．００７　８，０．１２６　１］．　西安科技大学学报　２０１５卑　导致砂胶比减小，试件密实程度增大，抗压强度随　之增大。试件的抗压强度及弹性模量随着冲击次　数的不断增多，均表现为上升趋势。　经过图表分析并结合公式（１）后，可知在室温　风干后，试件由于冲击增加了材料压实度，冲击次　数越多，材料压实度就越高。同时砂比重的增加　表３不同冲击次数试件抗压强度的的拟合关系式　Ｔａｂ．３　Ｆｉｔｔｉｎｇ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｗｉｔｌＩ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ　ｏｆ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｔｉｍｅｓ　３　骨料粒径对相似材料力学参数的影响　３．１　不同骨料粒径下相似材料应力一应变曲线　对比分析　通过设计单因素方案进行试验，开展骨料粒　径对试件物理力学参数影响的试验研究。通过试　验得到数据绘制试件应力一应变曲线图，如图３　所示。　骨料料径／ｎｕｎ　图３不同骨料粒径试件应力一应变曲线　Ｆｉｇ．３　Ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｉｚｅ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　图４试件物理力学参数随胶骨料粒径变化曲线　Ｆｉｇ．４　Ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｉｔｈ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｉｚｅ　从图３中可以看出，试件抗压强度达到峰值并　持续一小段后，试件开始形成宏观裂隙，均出现明　显跌落。从峰值来看，不同骨料粒径试件抗压强　度由大到小依次为：０．２～０．３，０．３～０．４５，０．４５～　０．９　ｍｍ，其峰值分别为０．０７９，０．１１４，０．１４５　ＭＰａ．　（ａ）抗压强度随骨料粒径变化曲线　（ｂ）弹性模量随骨料粒径变化曲线　加载过程中，试件整体曲线较为稳定，轴向应变在　１．２５％前轴向应力表现为上升，峰后出现一小段较　明显的稳压区，说明试件出现局部破坏后，但暂未　影响破裂后应力的变化，但由于材料处于低强度，　在持续稳压过后，应力出现较快下降。　３．２骨料粒径对不同配比试件力学参数的影响　当胶砂比固定时，不同骨料粒径相似材料试　件力学参数的变化规律如图４所示。　从图４可知，在室温风干后，骨料粒径大的试　件，抗压强度与弹性模量也大。分析其原因，当骨　料用量相同时，随着骨料粒径的增大，骨料中所存　在的小颗粒砂子含量比重在减少，骨料总比面积　减小，且砂子之间的接触面增大，摩擦力相对增　大。试件的抗压强度随着骨料粒径的不断减小，　均表现为下降趋势。　第４期　林海飞等：新型岩石相似材料物理力学参数影响因素的试验研究４１３　４油含量对相似材料力学参数的影响　４．１不同骨料粒径下相似材料应力一应变曲线　当冲击次数、试验条件、养护条件等相同时，　试验仅改变油含量，分析其对试件抗压强度值的　影响。从相似材料大量试验数据得出不同油量下　相似材料的应力一应变曲线变化规律，如图５　所示。　０．２０　Ｏ・１６　皇　越ｏ・１２　蓄０．０８　０．０４　图６不同含油量试件应力一应变曲线　Ｆｉｇ．６　Ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｏｉｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　（ａ）不同冲击次数（ｂ）不同骨料粒径　从图６可以看出，当冲击次数与骨料粒径一定　时，随着相似材料中含油量的增加，试件的抗压强　度在油量处于０—１０　ｍＬ阶段时呈现迅速下降的　变化趋势，而在１０—２０　ｍＬ阶段则保持平稳的下降　趋势。这种先迅速下降再保持平稳下降的变化趋　势说明试件在冲击次数与骨料粒径一定的条件　下，含油量对相似材料的抗压强度影响不稳定，但　在整个测试过程中变化相对平稳，因此为模拟不　同物理力学参数的岩石提供条件。通过调节油含　量可以改变试件抗压强度，油含量越高，试件抗压　强度就越低。　５结论　１）通过分析试验结果及全应力一应变曲线对　比，发现相似材料的抗压强度分布在０．０１９～　０．１９７　ＭＰａ，弹性模量分布在２．３７５～２７．１２５　ＭＰａ，　泊松比分布在０．０５—０．２１试验结果基本可以满足　新型岩石相似材料材料模型力学特性；　２）通过单因素分析法，当冲击次数为５次、７　次时，相似材料其峰值相对于３次分别增加了　２８％，３７％．当骨料粒径为０．３～０．４５，０．４５～０．９　ｍｍ时，峰值相对于０．２～０．３　ｍｉｌ１分别增加了　２ｌ％，４５％．当油含量为ｌ０，２０　ｍＬ时，峰值相对于　０　ｍＬ分别减少了３７％，６０％；　３）试件抗压强度及弹性模量随着胶砂比中砂　含量的不断增加，呈现出增大的变化趋势；试件抗　压强度及弹性模量随油量不断增加，均呈现出减　小的变化趋势。　参考文献　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　［１］　胡耀青，赵阳升，杨栋．三维固流耦合相似模拟理　论与方法［Ｊ］．辽宁工程技术大学学报：自然科学版，　２００７，２６（２）：２０４—２０６．’　ＨＵ　Ｙａｏ—ｑｉｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｙａｎｇ－ｓｈｅｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｄｏｎｇ．Ｓｉｍｕｌａ—　ｔｉｏｎ　ｔｈｅｏｒｙ＆ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　３Ｄ　ｓｏｌｉｄ—ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｎａｔｕｒａｌ　ｓｃｉ—　ｅｎｃｅ，２００７，２６（２）：２０４—２０６．　［２］左保成，陈从新，刘才华，等．相似材料试验研究［Ｊ］．　岩土力学，２００４，２５（１１）：１　８０５—１　８０８．　ＺＵＯ　Ｂａｏ—ｃｈｅｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｃｏｎｇ・ｘｉｎ，ＬＩＵ　Ｃａｉ－ｈｕａ，ｅｔ　ａ１．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉｌａ　ｏｆ　ｓｌｏｐｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉ－　ｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｒｏｃｋ　ａｎｄ　Ｓｏｉｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２００４，２５（１１）：　１　８０５—１　８０８．　［３］张杰，侯忠杰．固一液耦合试验材料的研究［Ｊ］．岩　石力学与工程学报，２００４，２３（１８）：３　１５７—３　１６１．　４１４　西安科技大学学报　２０１５卑　ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｅ，ＨＯＵ　Ｚｈｏｎｇ－ｊｉｅ．Ｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　［１０］黄庆享，侯志成，张文忠，等．黏土隔水层相似材料胶　结剂的正交实验分析［Ｊ］．采矿与安全工程学报，　２００７，２４（１）：４２—４６．　ＨＵＡＮＧ　Ｑｉｎｇ－ｘｉａｎｇ，ＨＯＵ　Ｚｈｉ・ｃｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｎ—　ｚｈｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｔｅｓｔｓ　ｏｎ　ｃｅｍｅｎｔｉｎｇ　ａｇｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｆｏｒ　ｓｏｌｉｄ—ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｉ—　ｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００４，　２３（１８）：３　１５７—３　１６１．　［４］　李树忱，冯现大，李术才，等．新型岩石相似材料的研　制及其应用［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１０（２）：２８１　—ｓｉｍｉｌａｒ　ｏｆ　ｃｌａｙ　ａｑｕｉｃｌｕｄｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｓａｆｅｔｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，２４（１）：４２—４６．　２８８．　ＬＩ　Ｓｈｕ．ｃｈｅｎ，ＦＥＮＧ　Ｘｉａｎ—ｄａ，ＬＩ　Ｓｈｕ．ｃａｉ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｎｄ　ｄｅｖｅｌａｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａ　ｎｅｗ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉｌ　ｆａｏｒ　ｓｏｌｉｄ－ｌｆｕｉｄ　［１１］李树刚，钱鸣高，石平五．综放开采覆岩离层裂隙变　化及空隙渗流特性研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，　［５］　杨永杰，［６］　黄庆享，张文忠，［７］　程庆迎，黄炳香，［８］　杜时贵，黄［９］　苏ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０（２）：２８１—２８８．　楚俊，郇冬至，等．煤岩固液耦合应变一渗　透率试验［Ｊ］．煤炭学报，２００８，３３（７）：７６０—７６４．　ＹＡＮＧ　Ｙｏｎｇ－ｊｉｅ，ＣＨＵ　ｊａｎ，ＸＵＮ　Ｄｏｎｇ－ｚｈｉ，ｅｔ　ａ１．Ｅｘｐｅｉｒ—　ｍｅｎｔａｌ　ｏｆ　ｃｏａｌ’ｓ　ｓｔｒａｉｎ—ｐｅｒｍ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｒａｔｅ　ｕｎｄｅｒ　ｓｏｌｉｄ　ａｎｄ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｏａｌ　Ｓｏ－　ｃｉｅｔｙ，２００８，３３（７）：７６０—７６４．　侯志成．固液耦合试验隔水层相似　材料的研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１０，２９　（Ａ０１）：２　８１３—２　８１８．　ＨＵＡＮＧ　Ｑｉｎｇ—ｘｉｎａｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｎ－ｚｈｏｎｇ，ＨＯＵ　Ｚｈｉ—　ｃｈｅｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｏｆ　ａｑｕｉｆｕｇｅ　ｆｏｒ　ｓｏｌ・　ｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅ—　ｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，２９（Ａ０１）：２　８１３—　２　８１８．　李增华，等．煤体固液耦合的结构及　渗透性演变规律［Ｊ］．采矿与安全工程学报，２０１２，２９　（３）：４００—４０６．　ＣＨＥＮＧ　Ｑｉｎｇ—ｙｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ　Ｂｉｎｇ—ｘｉａｎｇ，ＬＩ　Ｚｅｎｇ—ｈｕａ，ｅｔ　ａ１．Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｌａｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　ｃｏａｌ　ｕｎｄｅｒ　ｓｏｌｉｄ—ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ　＆Ｓａｆｅｔｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，２９（３）：４００—４０６．　曼，罗战友，等．岩石结构面力学原型试　验相似材料研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２０１０，２９　（１１）：２　２６３—２　２７０．　ＤＵ　Ｓｈｉ—ｇｕｉ，ＨＵＡＮＧ　Ｍａｎ，ＬＵＯ　Ｚｈａｎ—ｙｏｕ，ｅｔ　ａ１．Ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｓｔｒｎｃ—　ｔｕｒａｌ　ｐｌａｎｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，２９（１１）：２　２６３—２　２７０．　伟，冷伍明，雷金山，等．岩体相似材料试验研究　［Ｊ］．土工基础，２００８，２２（５）：７３—７５．　ＳＵ　Ｗｅｉ，ＬＥＮＧ　Ｗｕ—ｍｉｎｇ，ＬＥＩ　Ｊｉｎ－ｓｈａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ『Ｊ＿．　Ｓｏｉｌ　Ｅｎｇ．ａｎｄ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，２００８，２２（５）：７３—７５．　２０００，１９（５）：６０４—６０７．　ＬＩ　Ｓｈｕ—ｇａｎｇ，ＱＩＡＮ　Ｍｉｎｇ—ｇａｏ，ＳＨＩ　Ｐｉｎｇ—ｗｕ．Ａｂｓｃｉｓｓｉｏｎ　ｌａｙｅｒ　ｏｆ　ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ　ｒｏｃｋ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｃｈａｎｇｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｇａｐ　ｏｆ　ｆｕｌｌ・－ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　ｃａｖｉｎｇ　ｍｉｎｉｎｇ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｅｈａｒａｅ－－　ｔｅｒｉｓｔｉｅｓ　ｆ　Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｃｋ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，２０００，１９（５）：６０４—６０７．　［１２］李树刚，钱鸣高，石平五．煤样全应力应变中的渗透　系数一应变方程［Ｊ］．煤田地质与勘探，２００１，２９（１）：　２２—２４．　ＬＩ　Ｓｈｕ－ｇａｎｇ，ＱＩＡＮ　Ｍｉｎｇ—ｇａｏ，ＳＨＩ　Ｐｉｎｇ—ｗｕ．Ｔｈｅ　ｃｏｅｆｆｉ—　ｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ—ｓｔｒａｉｎ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｓａｍｐｌｅ　ｏｆ　ａｌｌ　ｔｈｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎｄ　ｓｔｒａｉｎ［Ｊ］．Ｃｏａｌ　Ｇｅｏｌｏｇｙ＆Ｅｘｐｌｏｒａ—　ｔｉｏｎ，２００１，２９（１）：２２—２４．　［１３］赵阳升，胡耀青，赵宝虎，等．块裂介质岩体变形与气　体渗流的耦合数学模型及其应用［Ｊ］．煤炭学报，　２００３，２８（１）：４１—４５．　ＺＨＡＯ　Ｙａｎｇ・ｓｈｅｎｇ，ＨＵ　Ｙａｏ—ｑｉｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｂａｏ・ｈｕ，ｅｔ　ａ１．　Ｃｈｉｐｐｅｄ　ｍｅｄｉｕｍ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｓｅｅｐａｇｅ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．　Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｏａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００３，２８（１）：４１—４３．　［１４］徐钊，许梦国，王平，等．低强度相似材料参数敏　感性正交试验研究［Ｊ］．武汉科技大学学报：自然科　学版，２０１３，３６（６）：４３５—４３８．　ＸＵ　Ｚｈａｏ，ＸＵ　Ｍｅｎｇ—ｇｕｏ，ＷＡＮＧ　Ｐｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｒｅ—　ｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｓｉｍｉｌｒａ　ｍａｔｅｒｉｌａ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｓｅｎｓｉ—　ｔｉｖｉｔｙ　ｏｎｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｗｕｈａｎ　Ｕｎｉ－　ｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉ—　ｔｉｏｎ，２０１３，３６（６）：４３５—４３８．　［１５］李树刚，赵鹏翔，林海飞，等．煤岩瓦斯“固一气”耦合　物理模拟相似材料特性实验研究［Ｊ］．煤炭学报，　２０１５，４０（１）：８Ｏ一８６．　ＬＩ　Ｓｈｕ—ｇａｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｐｅｎｇ—ｘｉａｎｇ，ＬＩＮ　Ｈａｉ—ｆｅｉ，ｅｔ　ａ１．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｍａｔｅｉｒｌａ　ｏｆ　ｏａｌ—ｒｏｃｋ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｓｏｌｉｄ—ｇａｓ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ［Ｊ］．　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｏａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２０１５，４０（１）：８０—８６．