低强度相似材料的正交配比试验与力学特性研究

本研究论文聚焦于"低强度相似材料正交配比试验"这一主题，针对煤矿开采室内研究中的一个重要手段——相似模拟试验。为了精确地配制出满足实验需求的低强度材料，研究团队选用沙子作为骨料，粉煤灰和石膏作为胶结料，采用了正交试验的设计方法进行深入探讨。 正交试验是一种多因素、多水平的统计设计技术，它通过安排试验的不同组合，有效地分析各个因素（如砂胶比和胶结物比例）对材料力学性能的影响。试验结果显示，不同的材料配比下，力学参数的分布范围广泛，适应了各种比例模拟试验的需求。抗压强度和弹性模量这两个关键性能参数随砂胶比和胶结物比例的增加呈现出明显的下降趋势。其中，砂胶比与材料强度和弹性模量的关系接近线性，而胶结物比例的影响则更接近于幂函数关系。 通过极差分析法，研究人员对砂胶比和胶结物比例的敏感度进行了定量评估，并制作了直观的图表，以便清晰地展示它们对相似材料力学性能的影响程度。实验结果显示，胶结物比例对材料的抗压强度和弹性模量的影响更为显著，这意味着在选择材料配比时，应更加重视胶结物比例的调整。 这项研究为低强度相似材料的配比设计提供了有价值的参考依据和指导，对于优化材料性能，降低相似模拟试验的成本，以及更准确地模拟和理解煤矿开采过程中岩层移动和覆岩破坏的规律具有重要意义。整个研究过程体现了正交试验设计的优势，即能高效地探索多个变量之间的交互作用，从而推动了采矿工程领域的科学研究和技术进步。