相似材料模型试验作为矿业工程科学研究的主要手段,其中抗压强度作为判定原型与模型相似的重要指标之一,受到模型材料砂胶质量比、胶结物质量比、含水率等的影响,其中含水率是一个重要参数。一方面含水率引起相似材料内部的物理化学反应;另一方面对模型相似性及模型试验的准确度有着重要影响。探究相似材料模型内部含水率场、强度场分布特征,对进一步优化相似材料模型试验,提高模型相似度与试验准确度具有重要的意义。本文从水分传递理论开展了对相似材料中水分的迁移、扩散的理论分析,探究了含水率对强度的影响机理;结合数字图像相关方法(DIC)技术,进行相似材料试件的单轴压缩试验,分析了含水率对相似材料试件强度以及主应变的影响规律;搭建了相似材料模型,基于频域反射技术(FDR)对模型干燥过程中的相似材料含水率进行监测,得到模型含水率场分布特征并反演出模型强度场分布特征;对比模型预期强度与实际强度,分析两者之间的差异并提出改进方案,利用数值计算进行验证。研究表明,相似材料试件的单轴抗压强度与含水率的关系呈现指数函数关系,且含水率在1.6%-2.7%之间时,达到本次模型试验的预期力学强度;随着含水率的增大,试件表面主应变减小、Y方向的位移逐渐增大;利用克里金插值法对模型含水率监测数据进行插值,插值相对误差小于2.5%,实现了对模型含水率数据插值;模型含水率场特征在水平方向上大致相同,竖直方向呈现上低下高的梯度分布;反演得出模型强度场分布特征,通过对比模型预期理论强度与实际强度,发现两者在模型上部差异较大;提出一种对模型养护的改进方案—对模型上表面进行覆膜处理,降低模型实际强度与预期强度的差异。为优化相似材料模型试验、提高模型相似度以及试验准确性提供参考。