新型地质力学模型实验系统的研制与应用

杨仁树^1,2，张宇菲¹，王梓旭¹，王宇轩¹，吕陈平¹，王昌怀¹，钱俊霖¹

1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院2. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘 要：为进一步完善地下工程领域模型试验研究手段存在的不足,自主研发了一套新型地质力学模型实验系统,并以某矿煤巷掘进期间围岩变形演化特征研究为依托,通过试验结果与现场实测结果对比,验证了试验系统的可行性与可靠性。采用280个液压作动器实现了多方向主动稳定加载,能够还原地下工程围岩真实应力场分布特征;扩大了有效加载区域,较为显著地降低了尺寸效应与边界条件因素对试验结果精度的影响程度;首次综合采用了EDC伺服液压控制系统、光电编码器及数据实时传输系统,实现了数据实时采集,提高了数据采集准确度。试验结果表明:巷道开挖与支护过程中,模型巷道围岩变形规律与现场实测基本吻合,围岩变形主要特征基本一致,验证了该系统能够较好体现原型巷道围岩动态演化特征,具有一定工程应用价值,为地下工程围岩稳定性研究提供了良好途径。

关键词：地质力学模型试验系统;加载架;作动器;EDC伺服控制系统;光电编码器;