权利要求
1.矿井开采动态扰动的二维相似模拟试验装置，其特征在于：包括物理模型框架、液压加载与扰动装置、控制系统、试验测试系统；
物理模型框架包括底座、钢板、立柱、顶梁、顶板、槽钢、固定螺栓以及左右挡板，实验时从底座开始向上均匀铺设与模拟矿井地层条件相对应的不同配比相似材料，相似材料的左右两侧设有立柱，立柱外侧设有侧向加载装置；最上层相似材料的顶部设有顶梁，顶梁上设有顶板，顶梁与顶板之间安装有轴向加载装置；挡板与槽钢垂直相交，对模拟岩层紧密包围，用来充填和固定模拟岩层，相似材料干燥后取下左右挡板和一侧槽钢进行需要模拟的开挖作业；
液压加载与扰动装置包括轴向加载装置、侧向加载装置、液压供油系统；其中顶部轴向加载组件通过滑动凹槽嵌在顶梁中，上下固定的同时也能左右滑动，侧向加载组件固定在左右立柱上，实验时通过加载装置施加轴向和侧向加载，模拟垂直和水平方向的地应力和扰动力；液压供油系统包括液压泵、液压油、液压缸、安全阀、动态阀、油箱、密封圈、供油管路和回油管路；其中动态阀又与控制系统连接；
控制系统包括控制柜、电脑和电子控制器；电子控制器分别连接电脑和控制柜用来控制扰动波形的输入和液压缸动态阀的工作，电脑安装图像采集卡，与实验测试系统中的高速相机相连控制DIC测试分析系统的图像输出，电脑又与实验测试系统中的动态应变仪相连控制图像的输出；
试验测试系统包括钢化玻璃板、瞬变电磁仪、动态应变仪、压力盒、压力表、声发射探头，DIC测试分析系统、高速相机、计算机、图像采集卡和拉力、压力传感器；在相似物理模拟材料铺料过程中按设计埋设压力盒和拉力、压力传感器，其中压力盒与压力表相连，拉力、压力传感器与动态应变仪相连检测内部应力变化；在相似物理模拟材料表面布置散斑，运用DIC测试分析系统分析位移变化规律；瞬变电磁仪用来模拟矿井勘探；在检测位置布置声发射探头，检测相似模拟岩层断裂位置。
2.根据权利要求1所述的矿井开采动态扰动的二维相似模拟试验装置，其特征在于：所述轴向加载组件由顶板与顶梁上下固定，顶板与顶梁开设有凹槽实现轴向加载组件的上下固定、左右移动；所述顶梁上开有螺纹孔，通过螺栓与立柱固定；所述液压缸活塞底部设计为矩形板，增加了施力面积，避免模拟岩层受力过于集中从而增大了测量误差。
3.根据权利要求1所述的
声明：
“矿井开采动态扰动的二维相似模拟试验装置和方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：管理员
来源：太原理工大学
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2025年06月20日 ~ 22日 
