为了深入研究深部铀矿岩氡析出机理,依据相似模型试验原理,设计了水灰比、砂胶比、微硅粉含量和精铁粉含量的4因素3水平正交设计方案,共设计了9组材料配比方案,得到了27个试样的相关物理力学参数,其中饱和密度均值为2.34 g/cm~3,单轴抗压强度均值为54.12 MPa,弹性模量均值为2.00×10~4MPa,泊松比均值为0.19,镭含量均值为1.70 Bq/g;并采用极差分析方法分析了各因素对相似材料物理力学参数影响的敏感性;最后通过MATLAB对试验数据进行多元回归分析。研究结果表明,各项物理力学参数基本满足花岗岩型铀矿岩相似材料模型试验的要求,最终得到优化配合比为:水灰比0.3、砂胶比1.18、微硅粉占水泥质量0.14%、精铁粉占水泥质量0.24%,并采用该优化配合比进行了试验验证。该分析结果可为研究深部铀矿岩氡析出机理提供理论依据。