[发明专利]三维物理模型试验方法

摘要

本发明涉及一种三维物理模型试验方法，包括以下步骤在立方体框架面上设置水平面夹角α的多个相互平行的矩形大钢板，并在两块矩形大钢板之间设置多块并排的矩形小钢板；在反力架内设置岩体模型，并安装垂直加载系统、水平前后加载系统、水平左右加载系统；在模拟的巷道掘进位置处拆除一块或多块矩形小钢板；形成和水平面夹角为α的巷道掘进面；在拆除矩形小钢板的位置放入挖掘机器人，或者人工模拟挖掘岩体模型至目标位置；直到完成第一个巷道的模拟开挖。利用该模拟试验，可以直接人工挖掘或使用机器人模拟，实现模拟巷道的自动开挖及工作面回采。本发明能准确的揭示巷道开挖及工作面回采时围岩演化规律提供可靠的试验手段。

主权项

一种三维物理模型试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：试验模型的外部为反力架(A0)，所述反力架(A0)的立方体形框架由八个横向设置的水平梁(A1)和四个纵向设置的立柱(A2)组成，所述反力架(A0)的至少一个立方体框架面(A11)上有如下设置：相对设置的立柱(A2.1)和立柱(A2.2)之间设置至少两个相互平行的水平面夹角为α的矩形大钢板(A6)，相邻的两个矩形大钢板(A6)之间设置有至少一排矩形小钢板(A7)；所述反力架(A0)其他的框架侧面均设置反力架面板(A10)，在反力架(A0)内设置岩体模型(A12)，并安装垂直加载系统(A15)、水平前后加载系统(A14)、水平左右加载系统(A13)；设定垂直加载系统(A15)、水平前后加载系统(A14)、水平左右加载系统(A13)对岩体模型(A12)加载压力；在岩体模型(A12)的三个表面上分别安装有上承压板(A22)、左承压板(A19)和后承压板(A21)；在岩体模型(A12)的上承压板(A22)和相应的顶端反力架面板(A10)之间设置若干个上侧震动千斤顶(A18)构成垂直加载系统(A15)；在岩体模型(A12)的左承压板(A19)和相应的侧面反力架面板(A10)之间设置若干个左侧震动千斤顶(A16)构成水平左右加载系统(A13)；在岩体模型(A12)的后承压板(A21)和相应的后面反力架面板(A10)之间设置若干个后侧震动千斤顶(A17)构成水平前后加载系统(A14)；步骤2：在模拟的巷道掘进位置处拆除一块或多块矩形小钢板(A7)；形成和水平面夹角为α的巷道掘进面；步骤3：在拆除矩形小钢板(A7)的位置放入挖掘机器人，或者人工模拟挖掘岩体模型(A12)至目标位置；步骤4：重复步骤2和3，直到完成第一个巷道的模拟开挖。