[发明专利]动压巷道支护物理模型试验装置及方法

权利要求书

1.一种动压巷道支护物理模型试验装置，其特征在于，装置包含内框架、外框架两部分，内框架顶梁设有顶部静载油缸和顶部振动油缸，外框架底梁设有底部振动油缸，内框架、外框架分别设有滚轮组和导轨，可以使内框架整体随底部振动油缸的作用在外框架内部上下振动；

所述底部振动油缸，施加振动作用时，可以带动内框架整体，利用滚轮组沿着导轨相对于外框架产生上下振动，以模拟采空区顶板周期性垮落产生的地震波，传播至巷道区域时引起的振动；

所述顶部振动油缸，直接作用于模型材料顶部，以模拟巷道上部由采区顶板断裂释放能量因素产生的振动。

2.一种利用如权利要求1所述的试验装置进行试验的方法，其特征在于，所述试验的基本原理是将巷道所受的采动压力分解为静载荷和动载荷两部分直接施加给模型巷道，静载荷为超前支承压力的影响，通过顶部静载油缸进行模拟加载，动载荷为采区顶板断裂、垮落对巷道产生的振动作用，通过顶部振动油缸、底部振动油缸进行加载；所述顶部静载油缸，模拟超前支承压力的作用，按照超前支承压力变化规律进行加载，变化规律可通过函数表示，函数曲线分为加载和卸载两阶段，加载阶段函数的基本形式为初始值为L，终值为H；卸载阶段函数的基本形式为从加载阶段的终值H开始卸载至初始值L后，随即卸载至0；

所述初始值L，为实验材料上表面所需要补偿的自重应力值，其值的确定需要计算原型中对应位置的自重应力，再通过相似比换算得到；

所述终值H为初始值L的K倍，K即为超前支承压力集中系数；所述超前支承压力集中系数K，需要通过现场实测结合工程经验确定。