一、試驗(yàn)系統(tǒng)闡述：
三維相似材料圍巖模擬加載試驗(yàn)系統(tǒng)是基于相似理論和因次分析的實(shí)驗(yàn)室研究裝置，主要用于模擬巖土以及采礦現(xiàn)場(chǎng)開采環(huán)境下圍巖的應(yīng)力、位移和變形等情況，通過(guò)模擬相似材料的開挖再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)開采時(shí)所出現(xiàn)的各種礦山壓力特征。
二、功能介紹：
該系統(tǒng)是由數(shù)字式電液伺服閉環(huán)控制，可位移或應(yīng)力控制，高壓壓力密封室采用抱箍卡拉，電控上下移動(dòng)，安全物理鎖緊�？蛇M(jìn)行高溫高壓多場(chǎng)耦合復(fù)雜條件下的三軸壓縮試驗(yàn)、動(dòng)三軸試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)、疲勞試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、單軸壓縮試驗(yàn)，還可完成三向剛性加載的真三軸試驗(yàn)等。
三、技術(shù)參數(shù)：
試件箱尺寸：3000*3000*3000mm（多用于北方煤巖）
豎向載荷：800KN
水平載荷：400KN
加載頻率：5Hz
測(cè)力精度：±0.5%
壓力室：15mpa
數(shù)據(jù)采集：8通道控制器，24位數(shù)據(jù)采集和信號(hào)調(diào)節(jié)裝置，采樣頻率10KHZ
四、系統(tǒng)組成：
1、試件箱：通常包括底座、側(cè)板等部件，用于容納相似材料制作的模型。底座邊緣設(shè)置有螺孔帶，可通過(guò)螺栓連接側(cè)板，并且可根據(jù)需要調(diào)整尺寸，以模擬不同的煤層或地質(zhì)情況。
2、反力系統(tǒng)：如兩立柱機(jī)構(gòu)的反力架，主跨大梁通過(guò)兩根立柱與反力基礎(chǔ)安裝在一起，為試驗(yàn)提供反力支撐，采用高強(qiáng)度材料制作，確保加載時(shí)框架本身的牢固性。
3、加載裝置：一般采用多組液壓千斤頂，可實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直應(yīng)力和兩個(gè)水平方向上應(yīng)力的非均布加載，能模擬井下采掘過(guò)程中不同頂板活動(dòng)階段時(shí)的煤層應(yīng)力的復(fù)雜分布現(xiàn)象。
4、監(jiān)測(cè)裝置：包括壓力傳感器、位移傳感器、離層儀、震動(dòng)波監(jiān)測(cè)裝置等，還可采用3D-DIC測(cè)量技術(shù)等非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)模型內(nèi)部的應(yīng)力、位移、裂隙發(fā)育等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
5、控制模塊：用于控制試驗(yàn)過(guò)程，包括加載順序、加載速度、數(shù)據(jù)采集等，還可形成相似模擬實(shí)驗(yàn)的三維數(shù)字模型，控制配料模塊的配料比及打印鋪料模塊在實(shí)驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行三維立體鋪料。
五、應(yīng)用領(lǐng)域
三維相似材料圍巖模擬加載試驗(yàn)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于采礦工程、巖土工程等領(lǐng)域，如研究采動(dòng)過(guò)程中巖體變形、移動(dòng)及破壞的規(guī)律，掌握綜放沿空留巷圍巖變形規(guī)律與底鼓機(jī)理，分析地鐵隧道施工擾動(dòng)下含缺陷巖土復(fù)合地層災(zāi)變機(jī)制等。
