固-气耦合相似材料的力学与渗透特性试验研究：正交设计与影响因素分析

该研究论文主要探讨了基于正交设计方法对"固-气"耦合相似材料力学性能和渗透特性的实验研究。作者团队以河砂作为骨料，石蜡作为胶结剂，液压油作为调节剂，通过精心配置的相似材料来模拟复杂的工程环境。他们运用了正交试验设计，这是一种在多因素实验设计中常用的技术，它能够有效地控制和分析多个变量对结果的影响。 研究的关键因素包括冲击次数、骨料粒径、油含量以及胶砂比。通过极差分析和多元回归分析，研究人员发现这些因素对相似材料的力学性能（如抗压强度、弹性模量）和渗透特性（如渗透率）有显著影响。具体来说： 1. 对抗压强度的影响：油含量的影响最大，其次是冲击次数，接着是骨料粒径，胶砂比的影响相对较小。 2. 对弹性模量的影响：油含量、冲击次数和胶砂比的影响同样显著，而骨料粒径的影响次之。 3. 对渗透率的影响：冲击次数、胶砂比、油含量和骨料粒径均对其有显著负相关性，即这些因素的增加会导致渗透率降低。 4. 对于泊松比，各因素对其影响不大，表明泊松比受其他因素影响较小，保持在一定的稳定范围内。 此外，研究还揭示了材料特性参数之间的关系：抗压强度和弹性模量与冲击次数和骨料粒径呈正相关，与油含量和胶砂比呈负相关；渗透率则与冲击次数、骨料粒径和油含量呈负相关，与胶砂比呈正相关。这为优化相似材料的性能提供了理论依据，并为"固-气"耦合条件下的工程应用提供了重要的参数参考。 该研究不仅提升了我们对相似材料在"固-气"耦合环境下的理解，也为未来在矿业、土木工程等领域进行类似材料的设计和优化提供了科学的方法和技术指导。通过正交试验设计和数据分析，研究人员得出了在多因素共同作用下，相似材料特性参数的综合模型，这对于实际工程中的材料选择和性能预测具有重要意义。