基于均匀设计法煤岩相似材料抗压试验研究

唐 洪

(陕西彬长矿业集团有限公司工程研究中心，陕西 咸阳 712000)

0 引言

均匀设计法是由我国数学家方开泰教授和王元教授提出的，它是数论在多维数值积分的应用原理构造一套均匀设计表，用来进行均匀设计实验，采用近似偏差对每个设计表的均匀性进行量化，实现实验点的均匀分布。均匀设计有其独特的实验布点方式：①每个因素的每个水平制作一次实验；②任2个因素的实验点在平面格子上，每行每列有且仅有一个实验点；③任两列组成的实验方案一般不等价；④当实验因素增加时，实验水平数按水平数的增加量而增加。

有约束均匀设计法是在均匀设计基础上，对实验中因素的变化范围加以限制，在实验因素有变化范围限制基础上，实现实验点的均匀分布，此法多用于配方均匀设计中，使代表实验点能够覆盖全面实验，具体步骤为：①转化实验约束条件，使实验研究范围转变成二维研究区域；②对二维区域进行均匀设计；③检验均匀设计中的实验点是否全部落在实验研究区域内，保证均匀设计表中的所有实验点全部落在实验研究区域内。

1 有约束均匀实验设计

1.1 确定试验范围

相似材料的原料为砂、石膏、大白粉和水，制作相似材料时[1-4]，拌合水量过大，石膏溶液会部分溢出，过小，试件不易成型，因此在制作相似材料时应控制水量，使相似材料的粘稠度适中，因此试验只研究不同砂含量x1、石膏含量x2和大白粉含量x3对相似材料抗压强度的影响，考虑到相似材料配比中骨料的含量比较大，而胶结物的含量相对很小，同时又能均匀分布试验点，因此试验采用有约束均匀设计法。……