[发明专利]强度梯度材料的制备与试验方法

摘要

一种强度梯度材料及其制备与试验方法。属于岩土工程的相似强度材料的制备与试验方法。该材料由基料和辅料均匀混合并持续搅拌至凝固；基料由硫酸盐水泥熟料、膨润土和去离子水混合搅拌；辅料由硬石膏、石灰、氢氧化锂，保水剂和去离子水搅拌；基料和辅料水灰比均为2‑4，养护时间20‑60min。制备控制养护时间和水灰比指标分层浇筑，直至形成预期强度梯度；确定材料强度与水灰比及养护时间，控制水灰比和养护时间，分层浇筑至设定高度，在恒温和恒湿条件下整体养护；养护完成后，沿试样表面布置微型孔压传感器，联合数字照相技术进行单轴试验。利用该材料能够再现梯度材料的变形场特征和破坏机制的尺度特征，完成梯度材料变形过程中渗流‑变形耦合测量。

主权项

一种强度梯度材料的制备与试验方法，该强度梯度材料由基料和辅料两种材料均匀混合并持续搅拌至凝固而成；基料由硫酸盐水泥熟料100份、膨润土2‑4份、去离子水混合搅拌而成；辅料由硬石膏20‑40份、石灰10‑15份、氢氧化锂1‑2份，保水剂1‑2份、去离子水混合搅拌而成；基料和辅料的水灰比均为2：1‑4：1，养护时间20‑60min；所述的强度梯度材料的制备与试验方法，其特征是：制备及试验过程中，通过控制养护时间和水灰比两个指标分层浇筑，直至形成具有预期强度梯度特征的复合材料；具体为：（1）首先依据水灰比及养护时间确定材料强度，建立材料强度与水灰比及养护时间的相互关系，然后根据设定的强度与其梯度，计算各浇筑分层的水灰比和固化时间；（2）然后根据上述强度与水灰比和养护时间的关系和设定的强度梯度特征，控制每层的水灰比和固化时间，分5‑8层浇筑试样至设定高度，每2‑3层保持相同水灰比；（3）整体成型后在恒温10℃，恒湿100%条件下养护10‑30分钟；（4）在材料试验机上固定试样并进行单轴压缩试验，试验过程中在试样高度方向布置3‑5只微型孔压传感器，获得试样孔压场特征，在试验机前50‑100cm处布置数码相机，获得变形场特征；所述的微型孔压传感器的直径不超过试样高度的2%。