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三向加载大型三维相似模拟试验方法技术

技术编号:8190203 阅读:260 留言:0更新日期:2013-01-10 01:20
本发明专利技术公开了一种三维相似模拟试验方法,包括以下步骤:A、制备试件:B、加载:C、开挖并观测。本发明专利技术可模拟井下采掘过程中不同顶板活动阶段时的煤层应力的复杂分布现象,制作大倾角矿层试件更方便、效果更好,可以保证在整个开采过程中,岩体都存于三向应力条件下,可以研究更多工况下的地下空间开挖,降低了整个系统地表上的高度,并且造价更低,系统更稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于研究矿体岩体应カ分布的相似模拟试验方法。
技术介绍
相似材料模拟试验是以相似理论、因次分析作为依据的实验室研究方法,广泛应用于水利、采矿、地质、鉄路等部门。模拟试验的最大特点是可以人为地控制和改变试验条件,从而确定单因素或多因素对矿山压カ影响的规律,试验效果清楚直观,而且试验周期短、见效快,在采矿科学的研究中发挥了巨大的作用。即使在岩石力学的数值模拟计算科学迅速发展的今天,相似材料模拟试验仍是采矿科学研究中不可替代的研究手段,它和日益成熟的数值计算模拟相辅相成,为人类认识和客服采矿科学中的难题发挥着重要的作用。 在矿体没有开采之前,岩体处于平衡状态。当矿体开采后,形成了地下空间,破坏了岩体的原始应カ场,引起岩体应カ重新分布,并一直延续到岩体内形成新的平衡为止。在应カ重新分布过程中,使围岩产生变形、移动、破坏,从而对工作面、巷道及围岩产生压力。在矿山压力的作用下会产生的一系列力学现象——矿压显现,如顶板下沉、底板鼓起、煤壁片帮、支架变形、岩层移动、煤的压出等。开采后的上覆岩层可分为冒落带、断裂带和弯曲下沉带。现有技术中的三维相似模拟试验系统,虽在一定程度上加深了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维相似模拟试验方法,其特征是:包括以下步骤:A、制备试件:(A1)使试件箱倾斜,试件箱的倾角等于矿层倾角;(A2)对岩层压力分布规律进行数值模拟,根据模拟结果,得出预制试件应力测点布置压力传感器的位置;(A3)按照几何相似比、容重相似比、应力相似比以及强度相似比计算出模型岩石的容重、抗压强度、开挖速度等力学性质参数,通过河砂、石膏、碳酸钙以不同的比例与适量的水搅拌均匀,制作成多个标准试件并在自然状态下风干,对标准试件的单轴抗压强度进行测定,根据强度相似比计算出的抗压强度与不同配比的一系列单轴抗压强度对比,得出各层相似材料的最佳配比;(A4)根据各分层的最佳配比和容重,计算出各分层材料所需...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:尹光志许江蒋长宝王维忠黄滚彭守建姚俊伟李生舟刘东李文璞李铭辉
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:

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