本发明涉及相似材料技术领域，特别涉及一种类岩石相似材料及其制备方法。
背景技术：
目前，在煤炭开采的相关研究中，往往需要开展关于岩石破坏过程的动力模拟试验，试验中需要将相似材料制成相似模型，然后观测相似模型在外界作用下的变形破坏情况等，并可根据相似准则推导出岩石的变形破坏情况，为煤炭开采工程的设计提供科学依据。然而，相关技术中相似材料的密度和强度均较高，试验中相似模型破坏过程中产生的冲击能量也较大，给现场人员与施工作业带来较大的安全隐患。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种类岩石相似材料的制备方法，采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。
本发明的第二个目的在于提出一种类岩石相似材料。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种类岩石相似材料的制备方法，包括：获取目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比；根据所述骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化后，破碎至与所述目标岩石的骨料平均颗粒直径相同的程度，得到环氧树脂骨料；根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌后，得到液态的环氧树脂胶结剂；根据所述骨料胶结剂体积占比，将相应质量的所述环氧树脂骨料和所述环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后，得到所述类岩石相似材料。
本发明实施例的类岩石相似材料的制备方法，能够根据环氧树脂、松香和固化剂分别制备环氧树脂骨料和液态的环氧树脂胶结剂，然后根据目标岩石的骨料胶结剂体积占比，将环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后得到类岩石相似材料，相较于相关技术中大多采用水泥石膏砂类材料制备类岩石相似材料，该方法采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。
另外，根据本发明上述实施例提出的类岩石相似材料的制备方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：获取所述目标岩石的孔隙率；在所述环氧树脂骨料和所述环氧树脂胶结剂混合、搅拌的过程中，根据所述孔隙率添加相应质量的发泡剂或消泡剂。
在本发明的一个实施例中，所述根据所述骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化，包括：根据所述骨料成分确定所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂的第一质量比；根据所述环氧树脂骨料的需求总质量和所述第一质量比确定所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂的第一需求质量；根据所述第一需求质量将相应质量的所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂混合、搅拌和固化。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：获取动力模拟实验的尺寸比尺；根据所述动力模拟实验的尺寸比尺和高分子材料的密度比尺，采用动力相似准则，计算得到所述类岩石相似材料的强度比尺。
在本发明的一个实施例中，所述根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌，包括：根据所述类岩石相似材料的强度比尺确定所述第二环氧树脂、所述第二松香和所述第二固化剂的第二质量比；根据所述环氧树脂胶结剂的需求总质量和所述第二质量比确定所述第二环氧树脂、所述第二松香和所述第二固化剂的第二需求质量；根据所述第二需求质量将相应质量的所述第二环氧树脂、所述第二松香和所述第二固化剂混合和搅拌。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：通过ct成像机扫描所述目标岩石；根据扫描结果获取所述骨料成分和所述骨料胶结剂体积占比。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：通过ct成像机扫描所述目标岩石；根据扫描结果获取所述孔隙率。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：采用骨料破碎机进行破碎。
在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：通过ct成像机扫描所述目标岩石；根据扫描结果获取所述目标岩石的裂隙结构数据；根据所述裂隙结构数据，采用激光雕刻机对所述类岩石相似材料的宏观结构面进行雕刻。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种类岩石相似材料，所述类岩石相似材料采用第一方面实施例所述的类岩石相似材料的制备方法制备得到，所述类岩石相似材料包括：环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂。
本发明实施例的类岩石相似材料，相较于相关技术中大多采用水泥石膏砂类材料制备类岩石相似材料，本发明中采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的类岩石相似材料的制备方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的类岩石相似材料的制备方法中根据骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的类岩石相似材料的制备方法中根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌的流程图；
图4为根据本发明一个实施例的类岩石相似材料的制备方法中将相应质量的环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌的流程图；以及
图5为根据本发明一个实施例的类岩石相似材料的制备方法的示意图。
附图标记：
1：目标岩石；2：目标岩石的宏观结构面；3：目标岩石的胶结基质；4：目标岩石的骨架颗粒；5：目标岩石的微裂隙；6：配置环氧树脂骨料的第一部分环氧树脂；7：配置环氧树脂骨料的第二部分环氧树脂；8：配置环氧树脂胶结剂的第一部分环氧树脂；9：配置环氧树脂胶结剂的第二部分环氧树脂；10：环氧树脂骨料；11：环氧树脂胶结剂；12：孔隙；13：类岩石相似材料；14：类岩石相似材料的宏观结构面。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的边帮采煤设备用分体式承载平台、边帮采煤设备。
图1为根据本发明一个实施例的类岩石相似材料的制备方法的流程图。
如图1所示，本发明实施例的类岩石相似材料的制备方法，包括：
s101，获取目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比。
需要说明的是，目标岩石由骨料和胶结剂组成，骨料包括目标岩石中的颗粒状物，胶结剂包括目标岩石中的胶结状物(胶结基质)。
可选的，目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比，可通过目标岩石的统计数据来获取，统计数据包括目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比数据。
可选的，目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比，还可直接通过检测目标岩石来获取。例如，可通过计算机体层摄影(computedtomography，ct)成像机扫描目标岩石，根据扫描结果获取目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比。例如，可通过取芯机对目标岩石进行采样，以获取目标岩石的样本，然后通过ct成像机扫描目标岩石的样本，根据扫描结果获取目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比。
s102，根据骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化后，破碎至与目标岩石的骨料平均颗粒直径相同的程度，得到环氧树脂骨料。
本公开的实施例中，可根据第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂制成环氧树脂骨料，作为类岩石相似材料的骨料。
制备环氧树脂骨料时，可根据目标岩石的骨料成分，分别获取所需的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的质量，然后将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化后，破碎至与目标岩石的骨料平均颗粒直径相同的程度，以得到环氧树脂骨料。
可选的，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌的时长应小于预设的时长阈值，以避免第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂组成的混合材料提前固化，从而使得环氧树脂骨料的强度更稳定。其中，时长阈值可根据实际情况进行设置，例如可设置为10分钟。
可选的，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌之后，可将得到的混合材料放入恒温恒湿箱进行养护，以得到具有稳定强度的环氧树脂骨料。
可以理解的是，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化后，可破碎至与目标岩石的骨料平均颗粒直径相同的程度，从而使得环氧树脂骨料与目标岩石的骨料在结构上更加相似，有助于提高环氧树脂骨料的细观相似性。
可选的，可通过ct成像机扫描目标岩石，根据扫描结果获取目标岩石的骨料平均颗粒直径。
可选的，可采用骨料破碎机进行破碎。
s103，根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌后，得到液态的环氧树脂胶结剂。
本公开的实施例中，可根据第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂制成液态的环氧树脂胶结剂，作为类岩石相似材料的胶结剂。
制备液态的环氧树脂胶结剂时，可根据类岩石相似材料的强度比尺，分别获取所需的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂的质量，然后将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合、搅拌后，得到液态的环氧树脂胶结剂。
其中，类岩石相似材料的强度比尺，指的是类岩石相似材料的强度与目标岩石的强度的比值。例如，若类岩石相似材料的强度为0.1mpa(兆帕)，目标岩石的强度为30mpa，则类岩石相似材料的强度比尺为1:300。
可选的，类岩石相似材料的强度比尺的获取，可包括获取动力模拟实验的尺寸比尺，然后根据动力模拟实验的尺寸比尺和高分子材料的密度比尺，采用动力相似准则，计算得到类岩石相似材料的强度比尺。
其中，动力模拟实验的尺寸比尺，指的是动力模拟实验中，类岩石相似材料制成的相似模型的尺寸与目标岩石构成的目标模型的尺寸的比值。例如，若类岩石相似材料制成的相似模型、目标岩石构成的目标模型均为正方体，相似模型的边长为5米，目标模型的边长也为5米，则动力模拟实验的尺寸比尺为1：1，此时动力模拟实验也为原型比尺实验。
其中，高分子材料的密度比尺，指的是高分子材料的密度与目标岩石的密度的比值，为固定值1.1：2.5。
其中，动力相似准则可包括弹性力与惯性力相似、弹性力与自重力相似等多种准则，可根据实际情况进行选取。
现有技术中大多采用弹性力与自重力相似准则来获取类岩石相似材料的强度比尺，然而弹性力与自重力相似准则只能保证相似模型破坏前的性能与目标模型相似，无法保证相似模型破坏后的性能与目标模型相似，即弹性力与自重力相似准则无法模拟目标模型的破坏过程，试验准确度较低。
本公开的实施例中，可采用弹性力与惯性力相似准则来获取类岩石相似材料的强度比尺，可保证相似模型破坏前、破坏后的性能均与目标模型相似，提高了类岩石相似材料与目标岩石的力学相似性，可实现目标模型的破坏过程的模拟，试验准确度较高。
可选的，采用弹性力与惯性力相似准则来获取类岩石相似材料的强度比尺的相关公式如下：
cc＝ce＝cpcl2
其中，cc为类岩石相似材料的强度比尺，ce为类岩石相似材料的模量比尺，cp为类岩石相似材料的密度比尺，cl为动力模拟实验的尺寸比尺。
需要说明的是，类岩石相似材料的模量比尺ce，指的是类岩石相似材料的模量与目标岩石的模量的比值。
可选的，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合、搅拌的时长应小于预设的时长阈值，以避免第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂组成的混合材料固化，从而得到液态的环氧树脂胶结剂。其中，时长阈值可根据实际情况进行设置，例如可设置为10分钟。
s104，根据骨料胶结剂体积占比，将相应质量的环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后，得到类岩石相似材料。
本公开的实施例中，可根据骨料胶结剂体积占比，分别获取所需的环氧树脂骨料、环氧树脂胶结剂的质量，然后将相应质量的环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后，得到类岩石相似材料。
可选的，根据骨料胶结剂体积占比，分别获取所需的环氧树脂骨料、环氧树脂胶结剂的质量，可包括根据骨料胶结剂体积占比，确定环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂的第三质量比，然后根据类岩石相似材料的需求总质量和第三质量比确定环氧树脂骨料的需求总质量、环氧树脂胶结剂的需求总质量。例如，若环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂的第三质量比为5:1，类岩石相似材料的需求总质量为60千克，则环氧树脂骨料的需求总质量为50千克，环氧树脂胶结剂的需求总质量为10千克。
可选的，将相应质量的环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌后，可将得到的混合材料倒入模具成型，之后还可将成型后的混合材料放入恒温箱进行养护，以得到具有稳定强度的类岩石相似材料。其中，恒温箱的温度可为150摄氏度，成型后的混合材料放入恒温箱进行养护的时间可为24小时。
可以理解的是，相关技术中大多采用水泥石膏砂类材料制备类岩石相似材料，相似材料具有密度大、强度大的缺点，相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较大，给现场人员与施工作业带来较大的安全隐患，本申请中采用环氧树脂制备类岩石类相似材料，环氧树脂为一种高分子材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。
可以理解的是，根据弹性力与惯性力相似准则，类岩石相似材料的模量比尺与强度比尺相等，从而类岩石相似材料也具有模量低的优点，即具有弹脆性，与岩石的力学性能较为相似。
可以理解的是，环氧树脂具有高透光性，则制备的类岩石相似材料也具有高透光性，便于观测材料内部结构，从而工作人员可以观测到相似模型破坏过程中的内部变形破坏情况。另外，高透光性还有助于激光打印材料内部结构。
综上，根据本发明实施例的类岩石相似材料的制备方法，能够根据环氧树脂、松香和固化剂分别制备环氧树脂骨料和液态的环氧树脂胶结剂，然后根据目标岩石的骨料胶结剂体积占比，将环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后得到类岩石相似材料，相较于相关技术中大多采用水泥石膏砂类材料制备类岩石相似材料，该方法采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。
在上述任一实施例的基础上，如图2所示，步骤s102中根据骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化，可包括：
s201，根据骨料成分确定第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一质量比。
可以理解的是，目标岩石的骨料成分不同，制备环氧树脂骨料所需的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一质量比也应不同。
可选的，可预先建立骨料成分与第一质量比之间的映射关系或者映射表，在获取到骨料成分之后，查询映射关系或者映射表，能够确定此时所需的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一质量比，用于制备环氧树脂骨料。其中，映射关系或者映射表可根据实际情况进行标定。
s202，根据环氧树脂骨料的需求总质量和第一质量比确定第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一需求质量。
例如，若第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一质量比为5:1:1，环氧树脂骨料的需求总质量为70千克，则第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一需求质量分别为50千克、10千克、10千克。
需要说明的是，环氧树脂骨料的需求总质量的相关内容可参见上述实施例，这里不再赘述。
s203，根据第一需求质量将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化。
由此，该方法可根据目标岩石的骨料成分确定第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一质量比，然后根据环氧树脂骨料的需求总质量和第一质量比确定第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂的第一需求质量，从而根据第一需求质量将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化，以得到环氧树脂骨料。
在上述任一实施例的基础上，如图3所示，步骤s103中根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌，可包括：
s301，根据类岩石相似材料的强度比尺确定第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂的第二质量比。
可以理解的是，类岩石相似材料的强度比尺不同，制备液态的环氧树脂胶结剂所需的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂的第二质量比也应不同。
可选的，可预先建立强度比尺与第二质量比之间的映射关系或者映射表，在获取到强度比尺之后，查询映射关系或者映射表，能够确定此时所需的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂的第二质量比，用于制备液态的环氧树脂胶结剂。其中，映射关系或者映射表可根据实际情况进行标定。
s302，根据环氧树脂胶结剂的需求总质量和第二质量比确定第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂的第二需求质量。
s303，根据第二需求质量将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌。
需要说明的是，步骤s302～s303的相关内容可参见上述实施例，这里不再赘述。
由此，该方法可根据类岩石相似材料的强度比尺确定第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂的第二质量比，然后根据环氧树脂胶结剂的需求总质量和第二质量比确定第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂的第二需求质量，从而根据第二需求质量将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合、搅拌，以得到液态的环氧树脂胶结剂。
在上述任一实施例的基础上，如图4所示，步骤s104中将相应质量的环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌，可包括：
s401，获取目标岩石的孔隙率。
需要说明的是，目标岩石的孔隙率指的是目标岩石中孔隙体积与目标岩石在自然状态下总体积的百分比。
可选的，可通过ct成像机扫描目标岩石，根据扫描结果获取孔隙率。
s402，在环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌的过程中，根据孔隙率添加相应质量的发泡剂或消泡剂。
其中，发泡剂用于提高类岩石相似材料的孔隙率，消泡剂用于降低类岩石相似材料的孔隙率。
可以理解的是，目标岩石的孔隙率不同，制备类岩石相似材料所需的发泡剂或消泡剂的质量也应不同。
可选的，可预先建立孔隙率与发泡剂或消泡剂的质量之间的映射关系或者映射表，在获取到孔隙率之后，查询映射关系或者映射表，能够确定此时所需的发泡剂或消泡剂的质量，用于制备类岩石相似材料。其中，映射关系或者映射表可根据实际情况进行标定。
由此，该方法可在环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌的过程中，根据孔隙率添加相应质量的发泡剂或消泡剂，使得制备的类岩石相似材料的孔隙率与目标岩石相似，从而使得类岩石相似材料与目标岩石在结构上更加相似，有助于提高类岩石相似材料的细观相似性。
在上述任一实施例的基础上，步骤s104中将相应质量的环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后，得到类岩石相似材料之后，还可根据目标岩石的裂隙结构数据，采用激光雕刻机对类岩石相似材料的宏观结构面进行雕刻。
可以理解的是，目标岩石中可能存在裂隙结构，该方法中可利用环氧树脂的高透光性，采用激光雕刻技术对类岩石相似材料的宏观结构面进行雕刻，使得类岩石相似材料的裂隙结构数据与目标岩石相似，从而使得类岩石相似材料与目标岩石在结构上更加相似，有助于提高类岩石相似材料的细观相似性。
可选的，可通过ct成像机扫描目标岩石，根据扫描结果获取目标岩石的裂隙结构数据。
如图5所示，可通过ct成像机扫描目标岩石1，根据扫描结果获取目标岩石1的骨料成分和骨料胶结剂体积占比，然后根据骨料成分确定用于配置环氧树脂骨料的环氧树脂6和环氧树脂7，将环氧树脂6和环氧树脂7混合、搅拌、固化和破碎后，得到环氧树脂骨料10，根据类岩石相似材料的强度比尺确定用于配置环氧树脂胶结剂的环氧树脂8和环氧树脂9，将环氧树脂8和环氧树脂9混合、搅拌后，得到液态的环氧树脂胶结剂11，之后可将环氧树脂骨料10和液态的环氧树脂胶结剂11混合、搅拌和固化，得到类岩石相似材料13，之后可根据目标岩石1的裂隙结构数据，采用三维激光致裂技术对类岩石相似材料13的宏观结构面14进行雕刻。
如图5所示，将环氧树脂骨料10和液态的环氧树脂胶结剂11混合、搅拌的过程中，还可根据目标岩石的孔隙率添加相应质量的发泡剂或消泡剂，形成细观气泡孔隙12。
如图5所示，目标岩石1可包括宏观结构面2，宏观结构面2可包括天然或人工结构面，包括但不限于节理面、裂隙面、层理面、人造结构面等。
如图5所示，通过ct成像机扫描目标岩石1的扫描结果中，可包括目标岩石的胶结基质3、骨架颗粒4以及微裂隙5。
在具体实施中，可根据目标岩石的骨料成分、骨料颗粒的平均粒径和粒径分布情况、目标岩石的孔隙率，确定标准砂、环氧树脂、固化剂、发泡剂的质量比，并根据标准砂、环氧树脂、固化剂、发泡剂的质量比，制备类岩石相似材料。其中，标准砂用于配置类岩石相似材料的骨料，环氧树脂用于配置类岩石相似材料的胶结剂。
如表1所示，标准砂、环氧树脂、固化剂、发泡剂的质量比不同时，对应的类岩石相似材料的表观密度、单轴抗压强度、弹性模量也不同。
表1不同质量比下类岩石相似材料的性能
如表1所示，当标准砂、环氧树脂、固化剂的质量均相同时，发泡剂的质量不同，类岩石相似材料可对应不同的表观密度、单轴抗压强度和弹性模量，从而可通过控制发泡剂的质量，改变类岩石相似材料的性能。例如，当标准砂、环氧树脂、固化剂的质量分别为500g、120g、60g时，发泡剂的质量为5g时，类岩石相似材料的表观密度为2.07g/cm3，发泡剂的质量为8g时，类岩石相似材料的表观密度为2.01g/cm3，发泡剂的质量为10g时，类岩石相似材料的表观密度为1.94g/cm3，可知随着发泡剂质量的增加，类岩石相似材料的表观密度逐渐降低，表面孔隙密度逐渐提高。
本发明还提出一种类岩石相似材料，类岩石相似材料采用上述实施例中的类岩石相似材料的制备方法制备得到，类岩石相似材料包括：环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂。
本发明实施例的类岩石相似材料，相较于相关技术中大多采用水泥石膏砂类材料制备类岩石相似材料，本发明中采用环氧树脂制备类岩石相似材料，制备的类岩石相似材料具有密度低、强度低的优点，从而该类岩石相似材料制成的相似模型在破坏过程中产生的冲击能量也较小，保障了现场人员与施工作业的安全。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
1.一种类岩石相似材料的制备方法，其特征在于，包括：
获取目标岩石的骨料成分和骨料胶结剂体积占比；
根据所述骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化后，破碎至与所述目标岩石的骨料平均颗粒直径相同的程度，得到环氧树脂骨料；
根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌后，得到液态的环氧树脂胶结剂；
根据所述骨料胶结剂体积占比，将相应质量的所述环氧树脂骨料和所述环氧树脂胶结剂混合、搅拌和固化后，得到所述类岩石相似材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
获取所述目标岩石的孔隙率；
在所述环氧树脂骨料和所述环氧树脂胶结剂混合、搅拌的过程中，根据所述孔隙率添加相应质量的发泡剂或消泡剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述根据所述骨料成分，将相应质量的第一环氧树脂、第一松香和第一固化剂混合、搅拌和固化，包括：
根据所述骨料成分确定所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂的第一质量比；
根据所述环氧树脂骨料的需求总质量和所述第一质量比确定所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂的第一需求质量；
根据所述第一需求质量将相应质量的所述第一环氧树脂、所述第一松香和所述第一固化剂混合、搅拌和固化。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
获取动力模拟实验的尺寸比尺；
根据所述动力模拟实验的尺寸比尺和高分子材料的密度比尺，采用动力相似准则，计算得到所述类岩石相似材料的强度比尺。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述根据类岩石相似材料的强度比尺，将相应质量的第二环氧树脂、第二松香和第二固化剂混合和搅拌，包括：
根据所述类岩石相似材料的强度比尺确定所述第二环氧树脂、所述第二松香和所述第二固化剂的第二质量比；
根据所述环氧树脂胶结剂的需求总质量和所述第二质量比确定所述第二环氧树脂、所述第二松香和所述第二固化剂的第二需求质量；
根据所述第二需求质量将相应质量的所述第二环氧树脂、所述第二松香和所述第二固化剂混合和搅拌。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
通过ct成像机扫描所述目标岩石；
根据扫描结果获取所述骨料成分和所述骨料胶结剂体积占比。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括：
通过ct成像机扫描所述目标岩石；
根据扫描结果获取所述孔隙率。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
采用骨料破碎机进行破碎。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
通过ct成像机扫描所述目标岩石；
根据扫描结果获取所述目标岩石的裂隙结构数据；
根据所述裂隙结构数据，采用激光雕刻机对所述类岩石相似材料的宏观结构面进行雕刻。
10.一种类岩石相似材料，其特征在于，所述类岩石相似材料采用如权利要求1-9中任一项所述的类岩石相似材料的制备方法制备得到，所述类岩石相似材料包括：环氧树脂骨料和环氧树脂胶结剂。
技术总结