[发明专利]胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法

权利要求书

1.一种胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，包括：

制作至少布置两组优势节理的用于胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验的模型，所述两组优势节理中至少一组为胶结节理；

在所述模型的不同位置设置若干位移监测标识点和若干应力应变监测点，设置监测数据获取设备对所述若干位移监测标识点和若干应力应变监测点进行监测；

在所述模型上按矿山开采方式进行模拟拉底及出矿处理，所述模拟拉底及出矿处理过程中，通过所述监测数据获取设备采集所述模型不同位置的应力应变数据和不同位置的变形位移数据及所述模型的胶结节理的状态变化数据，通过所述胶结节理状态变化数据与拉底时间、不同位置的变形位移数据及不同位置的应力应变数据的对应关系，确定胶结节理化岩体自然崩落的拉底和出矿关键时间。

2.根据权利要求1所述的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，所述在所述模型的不同位置设置若干位移监测标识点和若干应力应变监测点为：

以均匀阵列分布与局部加密结合的方式设置若干位移监测标识点和若干应力应变监测点；

其中，所述各位移监测标识点均采用标识定位的位移监测标识点。

3.根据权利要求1或2所述的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，所述设置监测数据获取设备对所述若干位移监测标识点和若干应力应变监测点进行监测包括：

设置静态应变仪与所述若干应力应变监测点连接，对所述各应力应变监测点进行监测；

设置图像采集系统对所述各位移监测标识点进行动态捕捉。

4.根据权利要求1或2所述的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，所述制作至少布置两组优势节理的用于胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验的模型包括：

铺设打底层，在所述打底层一侧安装背板，在所述打底层上依靠所述背板分层安装若干菱形块体和菱形石膏块体，所述各菱形石膏块体用于黏贴电阻应变片作为应力应变监测点；

在安装的所述菱形块体中至少布置两组优势节理，在其中至少一组优势节理处的菱形块体之间进行胶结节理混合液浇结形成胶结节理；

全部菱形块体安装后形成按设计尺寸的初始模型，在所述初始模型顶部边界处的菱形块体上铺设找平层，待所述找平层强度稳定后，分别在所述找平层顶部和侧向施加压力，使全部菱形块体压实形成用于胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验的模型。

5.根据权利要求4所述的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，所述铺设打底层的材料或铺设找平层的材料均为由砂子、石膏、石灰和水配制而成的材料；

所述菱形块体为由砂子、石膏和水混合而成的材料按照强度相似比要求制作而成的菱形块体；

所述菱形石膏块体为由石膏和水制作而成的菱形石膏块体；

所述胶结节理混合液为由石膏、细云母粉和水配制而成的混合液。

6.根据权利要求5所述的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，所述铺设打底层的材料或铺设找平层的材料中，砂子、石膏与石灰的重量配比为7.5：5：5，水的用量为所述砂子、石膏和石灰总重量的14.7％；

所述制作菱形块体的材料中，砂子与石膏的重量配比为6：1，水的用量为所述砂子和石膏总重量的20％；

所述制作菱形石膏块体的材料中，石膏与水的重量配比2：1；

所述胶结节理混合液中，石膏与细云母粉的重量配比为2：1，水的用量为所述石膏与细云母粉总重量的100％。

7.根据权利要求5所述的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，所述菱形块体与菱形石膏块体通过以下方式制备，包括：

采用预制模具，将制作菱形块体的材料或菱形石膏块体的材料在所述预制模具中作出菱形块，从所述预制模具脱模后风干即得到菱形块体或菱形石膏块体。

8.根据权利要求4所述的胶结节理化岩体自然崩落法相似模型试验方法，其特征在于，在菱形石膏块体上黏贴电阻应变片作为应力应变监测点为：

将制作成的菱形石膏块体从中间锯成两块菱形石膏块体，将所述两块菱形石膏块体的锯开面打磨平整；

在其中一块菱形石膏块体的锯开面均匀涂抹粘结剂后，在该锯开面的横向和竖向分别黏贴电阻应变片并干燥；

用所述粘结剂将锯开的两块菱形石膏块体经锯开面重新粘结成一块菱形石膏块体，即完成在菱形石膏块体上黏贴电阻应变片作为应力应变监测点的过程。