相似材料模型试验是矿业工程科学研究的主要手段之一,模型材料中的含水率分布对模型试验相似条件和精确度具有重要影响。一方面水分引起相似材料内的物理化学反应,另一方面模型材料中的含水率与模型强度密切相关,对模型干燥养护时间起到重要作用。探究模型内部含水率的监测方法,构建模型含水率分布特征及其与强度的关系模型,对进一步优化物理模型试验,促进试验模拟精准化和水热多场条件下的岩石力学研究具有重要的意义。本文从传热学理论角度开展了岩石类相似材料水分迁移和温度分布特性的理论分析;进行了相似材料试件的单轴压缩试验,分析了相似材料试件强度与环境温度和相似材料含水率的影响关系;搭建了相似材料模型试验,基于频域反射技术(FDR)测含水率和热敏电阻测温技术对模型干燥过程的相似材料含水率和温度进行测试,依据克里金插值法实现了点测量数据到场分布表示,并以此建立了模型点-面的含水率分布规律表征方法,研究了模型含水率与模型强度的相互影响关系,利用模型强度比和强度与含水率关系,研究了模型满足相似强度时的模型含水率数据和模型干燥程度预判。试验表明,模型材料内部温度随干燥时间逐渐升高,在模型中部位置出现高温核区,模型内部温度场分布规律符合传热学理论;当含水率小于3%时,相似材料试件的单轴抗压强度与其含水率满足线性相关关系;平面模型试验中,对温度、含水率监测数据引入克里金插值法进行空间插值,插值相对误差小于2%,克里金插值法可有效实现模型内部温度、含水率数据插值;给出了平面模型试验不同层位含水率和温度的经验函数关系;中硬度岩石相似材料模型含水率值达到1.7%～2.1%时,模型达到干燥养护最佳状态。提出了一种利用含水率特征值来预判模型干燥养护程度的方法,为优化相似材料模型试验提供方法参考。