本装置专为研究缓倾内粉砂岩高陡采动斜坡设计,整合物理模拟、数值模拟与力学试验功能,可复现采空区与斜坡不同位置关系下的地质环境,精准捕捉覆岩应力分布、损伤演化及斜坡变形全过程,为揭示采空区覆岩损伤机理与斜坡变形机理提供一体化试验平台。
结构组成
1.主体框架:采用高强度钢材焊接,提供稳定支撑,框架外侧设透明观测窗,便于观察斜坡变形过程。
2.地质模型模拟系统:包含可更换的粉砂岩模拟层、煤层模拟层,通过模块化设计实现4种采空区位置快速切换。
3.加载与围压系统:由液压千斤顶、压力传感器组成,可实现竖直重力加载与水平推挤加载,围压系统通过密封腔控制试样周围压力。
4.监测系统:含位移传感器(监测水平/竖直位移)、应力传感器(监测覆岩应力)、声发射探头(监测岩体损伤),数据通过采集卡传输至终端。
5.数据处理与控制终端:集成计算机、专用软件,可实时控制试验参数、采集数据,并自动生成应力-应变曲线、损伤演化曲线等。
应用场景
1.科研领域:用于矿山地质灾害机理研究,如揭示缓倾内粉砂岩高陡斜坡采空区覆岩损伤与变形机理,为学术论文、科研项目提供试验支撑。
2.矿山工程领域:为高陡采动斜坡矿山提供风险评估依据,指导采空区布局优化,降低坡下百姓生命财产安全威胁。
3.地质灾害防治领域:基于试验揭示的破坏模式与变形规律,为高陡斜坡地质灾害预警、治理工程设计提供技术参考。