【技术实现步骤摘要】
一种模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法和装置
本专利技术涉及地下工程
，尤其涉及一种模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法和装置。
技术介绍
巷道是矿山开采中的命脉工程，承担着人员作业、基建施工和矿石运输等重要任务，直接影响着矿山的安全发展和高效生产。随着开采深度的增加，矿山巷道所处的环境不断恶化，一系列工程灾害如岩体大变形、巷道强流变、顶板垮落、底板隆起、岩爆等日益严重。因此，对巷道变形破坏模式、特征及发生机制等问题的研究具有非常重要的意义。目前，针对巷道变形及失稳方面的研究主要依靠现场调查、理论分析、数值模拟和物理试验。但现场调查需要大量的人力物力，且影响因素复杂，很难控制变量；理论分析需要对原型进行大量的假设和简化，用数学模型描述工程尺度的问题十分困难；数值技术已有了长足的进步，但对于条件复杂、机理不明的问题，仍具有局限性。相比之下，物理试验能够还原复杂条件下原型由弹性到塑性，直至破坏的全过程，且变量可控，是一种更形象、更具说服力的研究方法。近年来，学者们采用物理模型试验方法对不同工况下的巷道变形规律...
【技术保护点】
1.一种模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取目标巷道的基本信息，并结合试验条件参数和所述目标巷道的基本信息，确定构筑所述目标巷道的概化模型的基本信息；/n根据试验目的，确定控制变量，并基于Buckinghamπ相似定理和所述控制变量，确定所述目标巷道和所述概化模型的相似关系；/n基于Buckingham理论、所述相似关系、所述目标巷道的基本信息和所述概化模型的基本信息，得到构筑所述概化模型的原材料和相应配比信息，以及所需砌块的数量；/n根据所述概化模型的基本信息、所述原材料和相应配比信息以及所需砌块的数量，构筑所述目标巷道的概化模型，并利用...
【技术特征摘要】
1.一种模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标巷道的基本信息，并结合试验条件参数和所述目标巷道的基本信息，确定构筑所述目标巷道的概化模型的基本信息；
根据试验目的，确定控制变量，并基于Buckinghamπ相似定理和所述控制变量，确定所述目标巷道和所述概化模型的相似关系；
基于Buckingham理论、所述相似关系、所述目标巷道的基本信息和所述概化模型的基本信息，得到构筑所述概化模型的原材料和相应配比信息，以及所需砌块的数量；
根据所述概化模型的基本信息、所述原材料和相应配比信息以及所需砌块的数量，构筑所述目标巷道的概化模型，并利用所述概化模型和拆模装置模拟所述目标巷道的开挖试验。
2.根据权利要求1所述的模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法，其特征在于，所述基于Buckinghamπ相似定理和所述控制变量，确定所述目标巷道和所述概化模型的相似关系，具体包括：
基于π定理，计算所述目标巷道的基本信息中的控制变量和所述概化模型的基本信息中控制变量的比值，得到相似系数；
根据所述相似系数，得到所述目标巷道的基本信息中的物理量与所述概化模型的基本信息中的物理量的相似关系。
3.根据权利要求1所述的模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法，其特征在于，所述基于Buckingham理论、所述相似关系、所述目标巷道的基本信息和所述概化模型的基本信息，得到构筑所述概化模型的原材料和相应配比信息，具体包括：
根据Buckingham理论和所述相似关系，将所述目标巷道的基本信息中的岩石物理和力学参数换算为构筑所述概化模型的材料参数值，所述材料参数值包括密度、抗压强度、弹性模量和泊松比；
根据所述材料参数值，采用正交设计、均匀设计和/或目标逼近法进行相似材料配比试验，并根据所述配比试验的结果，确定构筑所述概化模型的岩石相似材料、岩体相似材料和节理面相似材料的配比。
4.根据权利要求1所述的模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法，其特征在于，所述基于Buckingham理论、所述相似关系、所述目标巷道的基本信息和所述概化模型的基本信息，得到构筑所述概化模型所需砌块的数量，具体包括：
根据所述相似关系中的所述目标巷道和所述概化模型的几何相似比，将所述目标巷道的基本信息中的岩体结构的节理间距和长度按照预设比例进行缩小尺寸，得到所述砌块的宽和高，并根据预设模型箱的尺寸，确定所述砌块的长度；
根据所述砌块的宽、高和长度以及所述概化模型的基本信息中的所述概化模型的尺寸，得到构筑所述概化模型所需砌块的数量。
5.根据权利要求1所述的模拟节理岩体巷道开挖试验的建模方法，其特征在于，所述获取目标巷道的基本信息，具体包括：
根据对所述目标巷道的现场地质调查及地质勘察...
【专利技术属性】
技术研发人员：李光，马凤山，郭捷，赵海军，刘佳，万洋，宋烨炜，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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