[发明专利]适用于地球物理动态模型试验的相似材料的制备方法

摘要

本发明涉及适用于地球物理动态模型试验的相似材料的制备方法，相似材料采用沙子、石膏、碳酸钙、水、氯化钠和云母粉，其中沙子、石膏、碳酸钙和水的用量由原型力学参数决定，氯化钠的用量由原型电性参数、沙子、石膏、碳酸钙和水的用量共同决定，制备方法包括以下步骤：建立地质地球物理模型→确定相似常数→计算沙子、碳酸钙、石膏和水的用量→根据几何相似常数将原型每一块的尺寸转换为模型每一块的尺寸→确定模型每一块的沙子、碳酸钙、石膏、水的用量比例→确定模型每一块的沙子、碳酸钙、石膏和水的质量→计算氯化钠用量→称取每一块模型所需沙子、碳酸钙、石膏、氯化钠和水的质量→搅拌→装模→拆模→常温干燥，即可得到所需相似材料模型。

主权项

1.适用于地球物理动态模型试验的相似材料的制备方法，相似材料采用沙子、石膏、碳酸钙、水、氯化钠和云母粉，其中沙子、石膏、碳酸钙和水的用量由原型力学参数决定，氯化钠的用量由原型电性参数、沙子、石膏、碳酸钙和水的用量共同决定，制备方法包括以下步骤：步骤1)建立地质地球物理模型：将原型分块，确定分块数量，每一块的尺寸位置、抗拉强度、抗压强度、密度和电阻率；所述分块数量和每一块的尺寸位置根据实验需要确定，所述每一块的抗拉强度和抗压强度根据原型岩石力学试验结果确定，所述每一块的电阻率根据原型电阻率测井资料确定；步骤2)采用现有方法确定相似常数：根据原型大小、力学参数和模具尺寸，确定几何相似常数、容重相似常数、强度相似常数和弹性相似常数；步骤3)计算沙子、碳酸钙、石膏和水的用量：根据几何相似常数，将原型每一块的尺寸转换为模型每一块的尺寸；采用现有方法，根据力学相似常数和力学参数，确定模型每一块的沙子、碳酸钙、石膏和水的用量比例；根据模型每一块的尺寸和沙子、碳酸钙、石膏和水的用量比例，确定模型每一块的沙子质量、碳酸钙质量、石膏质量和水的质量；步骤4)计算氯化钠用量：计算每一块的沙子质量百分含量S，石膏质量百分含量G，估计模型干燥时间t；将每一块模型的电阻率ρ、沙子质量百分含量S、石膏质量百分含量G和干燥时间t带入公式C＝exp(0.91×(‑9.37+0.22S‑1.2G+1.73ln(0.25t)‑ln(ρ)))，得到每一块的氯化钠溶液浓度C；将每一块氯化钠溶液浓度C乘以每一块模型水的质量得到每一块模型的氯化钠的质量；所述沙子质量百分含量为沙子质量除以沙子、碳酸钙和石膏质量之和；所述石膏质量百分含量为石膏质量除以沙子、碳酸钙和石膏质量之和；步骤5)配料：用电子天平称取步骤3)计算的每一块模型所需沙子质量、碳酸钙质量、石膏质量；用电子天平称取步骤4)计算的每一块模型所需氯化钠质量；用量杯称取步骤3)计算的每一块模型所需水的质量；步骤6)搅拌：将氯化钠放入水中得到氯化钠溶液，启动搅拌机，按照石膏，碳酸钙，沙子和氯化钠溶液的顺序将材料缓慢倒入搅拌机中搅拌3～5min，搅拌均匀；步骤7)装模：将搅拌均匀的材料装入模具，模型每块之间的分界面上撒一层薄云母粉；步骤8)拆模：24h～48h模型基本干燥后拆模；步骤9)常温下继续干燥15～30天，即可得到所需相似材料模型。