本發明涉及地質力學模型試驗技術領域，尤其涉及一種松香膠結相似材料的回收再利用方法。

背景技術：

地質力學模型試驗是基于力學的觀點，依據相似理論對特定地質構造條件下的工程問題開展縮尺研究的一種物理模擬試驗方法。地質力學模型能再現真實的物理實體，較為真實地反映工程結構與地質構造之間的空間關系，較為準確地把巖土中施工過程模擬出來，直觀地反映研究對象的實際變化規律，揭示可控影響因素對工程活動或工程災變過程的影響，從而為避免和防控工程災害提供支持。相似材料是建造試驗模型的物質基礎，其與巖石的物理和力學上的相似性決定了模型試驗成果的科學性和可靠性。

目前常用的相似材料可分為無機材料膠結（水泥、石膏等，如發明專利201410001854.1和201610012161.1）的相似材料和有機材料（松香、甘油等，如發明專利200510104581.4）膠結的相似材料。目前有關地質力學模型試驗所用材料及其制備方法的專利很多，但對于地質力學模型試驗固體廢料的處理方法確極少有研究。發明專利201410239620.0公開的松香膠結相似材料使用松香作為膠結劑，組分簡單，由于固化過程是純物理過程，沒有發生化學反應，因此其固化過程理論上是可逆的，存在循環利用的可能性。基于上述陳述，本發明提出了一種松香膠結相似材料的回收再利用方法。

技術實現要素：

本發明的目的是利用松香膠結相似材料固化過程的可逆性，而提出的一種松香膠結相似材料的回收再利用方法。

一種松香膠結相似材料的回收再利用方法，包括以下步驟：

S1、制作與要回收的松香膠結相似材料配比相同的抗壓試樣，并對抗壓試樣進行性能測試，獲取其物理力學參數，得到抗壓強度p₁；

S2、將步驟S1中進行過性能測試的抗壓試樣碾碎，得級配組成與原配比相同的粗細骨料混合物，稱量特定質量的固體廢棄物，根據比例稱取酒精，進行試樣重塑，并對重塑后的試樣進行性能測試，獲取其物理力學參數，得到抗壓強度p₂；

S3、根據下式求出回收時需添加的松香用量X（%）：

其中x為回收時需添加松香用量的基準水平值，為回收時添加松香用量為x時的抗壓強度恢復值；

S4、使用步驟S3中計算得到的松香用量，根據比例稱取酒精，配制松香酒精溶液，將回收的材料與松香酒精溶液混合攪拌，重塑成模型；

S5、對步驟S4中重塑的模型進行養護，并對其進行驗證性測試。

優選的，所述步驟S2中回收的試驗廢料的重量與稱取的酒精量比為10～16:0.5～0.8。

優選的，所述步驟S3中回收時需添加松香用量的基準水平值x和在回收時需添加松香用量的基準水平值x時的抗壓強度恢復值均可通過實驗確定。

優選的，所述步驟S4中松香用量與稱取的酒精量比為0～2:10。

優選的，所述步驟S1和S2中的抗壓強度p₁和p₂的單位為MPa。

優選的，所述回收后的松香膠結相似材料的物理力學性質可與回收前的原始材料基本相同，也可以通過控制回收過程中添加的松香用量對回收后的相似材料的性質進行適當調整。

優選的，所述回收后的松香膠結相似材料再次使用后仍可通過相同的方法再次回收利用，從而實現多次循環利用。

本發明提出的一種松香膠結相似材料的回收再利用方法，通過制備相似材料試樣，并對其開展物理力學參數測試，將相似材料試樣碾碎，然后配制特定濃度的松香酒精溶液，添加至回收的試樣粉末中并拌合均勻，重新壓實成型，即可循環利用相似材料，實現了地質力學模型試驗中固體廢料的回收和循環利用，且可以實現多次循環利用，從而大大的降低了地質力學模型試驗的成本，減少了環境污染，本發明提出的回收再利用方法，操作簡便，無需使用額外的設備，成本低廉，易于實施，通過松香膠結相似材料的回收和循環利用，既可獲得與原材料性質基本相同的松香膠結相似材料，也可以通過控制回收過程中添加的松香用量對回收后的相似材料的性質進行適當調整，回收后的相似材料性能穩定、可控，解決了大規模地質力學模型試驗固體廢棄物的環境污染問題，值得推廣。

附圖說明

圖1為相似材料循環利用流程圖；

圖2為各因素對回收相似材料抗壓強度的影響；

圖3為各因素對回收相似材料彈性模量強度的影響。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面結合具體實施例對本發明作進一步解說。

實施例

本發明提出的一種松香膠結相似材料的回收再利用方法，包括以下步驟：

S1、制作與要回收的松香膠結相似材料配比相同的抗壓試樣，并對抗壓試樣進行性能測試，獲取其物理力學參數，得到抗壓強度p₁（MPa）；

S2、將步驟S1中進行過性能測試的抗壓試樣廢料碾碎，稱量特定質量的回收的試驗廢料，根據回收廢料的重量與稱取的酒精量比為10～16:0.5～0.8的比例稱取酒精，進行試樣重塑，并對重塑后的試樣進行性能測試，獲取其物理力學參數，得到抗壓強度p₂（MPa）；

S3、根據下式求出回收時需添加的松香用量X（%）：

其中x為回收時需添加松香用量的基準水平值，為回收時添加松香用量為x時的抗壓強度恢復值，二者均可通過實驗確定；

S4、使用步驟S3中計算得到的松香用量，根據松香用量與稱取的酒精量比為0～2:10的比例稱取酒精，配制松香酒精溶液，將回收的材料與松香酒精溶液混合攪拌，重塑成模型；

S5、對步驟S4中重塑的模型進行養護，并對其進行驗證性測試。其中，回收后的松香膠結相似材料的物理力學性質可與回收前的原始材料基本相同，也可以通過控制回收過程中添加的松香用量對回收后的相似材料的性質進行適當調整，回收后的松香膠結相似材料再次使用后仍可通過相同的方法再次回收利用，從而實現多次循環利用。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。