[发明专利]一种相似模拟试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种相似模拟试验装置及方法，该装置包括相似模拟试验台架、煤岩层相似模拟系统、地表地貌相似模拟系统、应力应变监测系统和梯度水平应力加载系统；所述煤岩层相似模拟结构包括上覆岩层模拟结构和煤块散体化模拟结构。所述地表地貌相似模拟结构包括PVC材料的方形透明管和模拟载荷填充材料。本装置用于模拟平缓或复杂地貌下以及水平应力影响下的煤层开采后的地表、覆岩运移等现象。本发明设计合理、操作简单、试验便捷、还原度高，最大限度的在试验室还原了地下采煤过程，可以对实际的煤层开采导致的覆岩垮落与地表沉降进行材料模拟反演，进一步研究工程实际中煤层开采导致的地表沉降以及覆岩垮落形态。

主权项

1.一种相似模拟试验装置，其特征在于，包括相似模拟试验台架、煤岩层相似模拟系统、复杂地貌相似模拟系统、应力应变监测系统和梯度水平应力加载系统；/n其中，所述相似模拟试验台架包括相似模拟试验平台和模型架，所述相似模拟试验平台为铁质材料，其余结构均搭建于相似模拟试验平台上，相似模拟试验平台的顶部设置带有抽板的凹槽，所述模型架为相似模拟模型边界，包括前后挡板、左右挡板及左右模型架，其前后挡板均为透明有机玻璃板，左右挡板为相对于左右模型架可抽动的铁板，垂直设置于相似性模拟试验平台的边缘，前后挡板与左右挡板围合形成试验空间，左右模型架为内部中空铁架，固定于相似模拟试验平台上，分别对应设置于左右挡板的外侧；/n所述煤岩层相似模拟系统包括煤块散体化模拟结构和上覆岩层模拟结构，层叠设置于试验空间内；/n所述地表地貌相似模拟系统包括PVC材料的方形透明管和模拟载荷填充材料，模拟载荷填充材料填充于PVC材料的方形透明管内部，PVC材料的方形透明管设置于试验空间内，上覆岩层模拟结构的上方；/n所述梯度水平应力加载系统包括与配有压力表的柔性加载气囊、氮气瓶以及通气管路，柔性加载气囊设置于左右模型架的中空铁架的中空空隙内，通气管路连接于氮气瓶与配有压力表的柔性加载气囊之间；/n应力应变监测系统包括压力监测装置，压力监测装置通过导线连接上覆岩层模拟结构，以进行应力应变监测。/n