多功能采礦平面相似性物理模擬試驗系統(tǒng)

為了研究不同隧道開挖方法的施工力學(xué)過程，開發(fā)了大型三維模型試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)自動化的液壓控制系統(tǒng)具有壓力高、保壓時間長、階躍加載穩(wěn)定等特點。在現(xiàn)有地質(zhì)力學(xué)相似材料的基礎(chǔ)上，可滿足各種地下工程三維和平面地質(zhì)力學(xué)模型試驗的要求。在此基礎(chǔ)上，通過大量不同材料比和力學(xué)參數(shù)的試驗，獲得了滿足Ⅴ類軟圍巖的相似材料比，在鐵路隧道施工過程中進(jìn)行了大型三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗，真實模擬了隧道在開挖和支護(hù)過程中的力學(xué)變化過程。試驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，可廣泛應(yīng)用于其他地下工程的地質(zhì)力學(xué)模型試驗。研究方法、技術(shù)和成果對類似工程研究具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。

多功能采礦平面相似性物理模擬試驗系統(tǒng)每個測試模塊都符合國際巖土力學(xué)學(xué)會的要求

車身樣本尺寸：1500mm×1500mm×1500mm長×寬×高）；

試驗空間尺寸精度<0.5mm；

主機(jī)外形：≈ 3500mm×3500m×2400mm長×寬×高）；

主機(jī)剛度大于10.0mn/mm，主機(jī)滿載變形小于0.1mm（變形采用光學(xué)測量監(jiān)測）；

試樣變形測量范圍：-19999～19999με

加載速率：0.1～1.0kn/s，加載精度：<±1.0%F.s，加載分辨率：0.05kn；

負(fù)載保持精度：<±1.0%F.S，負(fù)載保持時間≥ 72.0小時；

氣動系統(tǒng)壓力：1.6Mpa；控制精度：0.01Mpa；

土樣垂直大壓力：0.6MPa，垂直增加荷載：1350.0kn；

垂直加載行程：0～150.0mm；

垂直加載點：36.0，垂直單點大加載能力：40.0kn；系統(tǒng)采用多點加載，每個加載點可分別加載運動，每個加載點可同步加載同步運動或異步運動；

土樣側(cè)向大壓力：0.6MPa，側(cè)向增加荷載1350.0kn/side；

側(cè)向加載行程：0～150.0mm；

橫向加載點：144.0，橫向單點大加載能力：40.0kn；系統(tǒng)采用多點加載，每個加載點可分別加載運動，每個加載點可同步加載同步運動或異步運動；

橫向運動與載荷同步差：＜0.2kn；

加載和卸載應(yīng)力值可編程；