地质力学磁力模型试验中均匀梯度磁场的构建

摘要：

地质力学磁力模型试验利用电磁力（场）模拟重力（场）的原理研究地质力学工程问题，采用的相似材料由铁磁材料与岩土体混合而成。铁磁材料在磁场中的受力方向和大小与所处空间的磁通密度梯度的大小和方向有关，为了模拟均匀的重力场，需要得到在一定空间范围内磁通密度梯度大小相同、方向单一的磁场。根据电磁学基本原理，构建了3种磁路形式以获得磁通密度梯度相对均匀的磁场，对磁力模型试验相似材料进行加载。对比3种磁路，在最佳试验区内开放式磁路对磁场的利用率更高，所以在电流相同条件下等到的磁通密度梯度的量值也更大。与另两种磁路形式相比，尽管半开放式磁路在重量和工作效率上的性能不及开放式和封闭式磁路，但其最佳试验空间的磁通密度梯度的均匀性最好，误差在5%以内，半开放式磁路可以作为地质力学磁力模型试验的磁场发生装置。

关键词：地质力学、磁力模型试验、软磁材料、均匀梯度磁场

分类号：P55(地质力学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973资助No.2011CB013505；国家自然科学基金资助No.51279100。

在线出版日期：2014-11-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：257-263