本裝置專為研究緩傾內粉砂巖高陡采動斜坡設計,整合物理模擬、數值模擬與力學試驗功能,可復現采空區(qū)與斜坡不同位置關系下的地質環(huán)境,精準捕捉覆巖應力分布、損傷演化及斜坡變形全過程,為揭示采空區(qū)覆巖損傷機理與斜坡變形機理提供一體化試驗平臺。
結構組成
1.主體框架:采用高強度鋼材焊接,提供穩(wěn)定支撐,框架外側設透明觀測窗,便于觀察斜坡變形過程。
2.地質模型模擬系統:包含可更換的粉砂巖模擬層、煤層模擬層,通過模塊化設計實現4種采空區(qū)位置快速切換。
3.加載與圍壓系統:由液壓千斤頂、壓力傳感器組成,可實現豎直重力加載與水平推擠加載,圍壓系統通過密封腔控制試樣周圍壓力。
4.監(jiān)測系統:含位移傳感器(監(jiān)測水平/豎直位移)、應力傳感器(監(jiān)測覆巖應力)、聲發(fā)射探頭(監(jiān)測巖體損傷),數據通過采集卡傳輸至終端。
5.數據處理與控制終端:集成計算機、專用軟件,可實時控制試驗參數、采集數據,并自動生成應力-應變曲線、損傷演化曲線等。
應用場景
1.科研領域:用于礦山地質災害機理研究,如揭示緩傾內粉砂巖高陡斜坡采空區(qū)覆巖損傷與變形機理,為學術論文、科研項目提供試驗支撐。
2.礦山工程領域:為高陡采動斜坡礦山提供風險評估依據,指導采空區(qū)布局優(yōu)化,降低坡下百姓生命財產安全威脅。
3.地質災害防治領域:基于試驗揭示的破壞模式與變形規(guī)律,為高陡斜坡地質災害預警、治理工程設計提供技術參考。