地下储氢洞室模型试验中花岗岩相似材料的配合比试验研究

来源：济南大学学报·自然科学版杂志2025年第02期北京时间：

作者：陈祎,李树忱,张博钦,袁超

摘要：为了满足地下储氢洞室模型试验中花岗岩相似材料容重、抗压强度、弹性模量、内摩擦角均应较大的要求，以石英砂、重晶石粉、铁精粉为骨料，石膏为胶结材料，聚羧酸减水剂、粉煤灰为调节材料，水为拌合剂，制备花岗岩相似材料，通过正交设计开展花岗岩相似材料配合比试验，测定不同配合比条件下花岗岩相似材料的物理力学性质，并分析各正交设计因素对花岗岩相似材料物理力学参数影响的敏感性。结果表明：花岗岩相似材料密度主要受铁精粉含量的影响，并且随着铁精粉含量的增大而增大；花岗岩相似材料的单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度受各正交设计因素影响的规律相近，并且随着重晶石粉、铁精粉与骨料的质量比以及石膏与骨料的质量比即胶骨比的增大而增大；各正交设计因素对花岗岩相似材料泊松比的影响均不显著，不同配合比条件下泊松比的波动范围较小；花岗岩相似材料的黏聚力主要受胶骨比的影响，并且随着胶骨比的增大而增大；花岗岩相似材料的内摩擦角主要受石英砂与骨料的质量比以及胶骨比的影响，并且随着以上2个正交设计因素的增大而增大，石英砂与骨料的质量比对内摩擦角的影响极其显著，胶骨比对内摩擦角的影响显著；不同配合比条件下花岗岩相似材料的物理力学参数取值分布较广，可以满足大部分地下储氢洞室模型试验对花岗岩相似材料的要求，同时可作为硬岩质类相似材料的选择和配合比优化的依据。

关键词：地下储氢;花岗岩;相似材料;配合比试验;极差分析;方差分析;多元线性回归

基金资助：国家自然科学基金项目(52379114);; 江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金项目(BK20220025);; 山东省自然科学基金项目(ZR2021QE127);; 济南市“高校20条”项目(2020GXRC046)