设备系统：结构效应模型实验室
实验室位置：A109

分室概况

结构效应模型实验系统是何满潮院士2003年在现有模型实验系统的基础上，针对边界荷载单一和实验不可重复难点，重新设计了新型模型实验系统。该实验系统的研制填补了我国深部岩体力学力学模型实验的空白，具有自主知识产权。其目的是研究不同地质条件下的洞室、边坡和地基岩体在不同工程荷载（地应力、开采扰动应力和其他工程作用力的各种边界荷载组合）作用下的开挖与锚固效应、施工方案对比，为复杂工程设计、施工提供实验依据。该系统亦可研究在不同荷载作用下深部岩体的力学性能及其变形破坏机理，对于实现我国煤炭资源的可持续发展具有重要的理论意义和实际意义。

实验系统亮点：

（1）非线性加载、连续与非连续组合加载；

（2）可在保持外荷载的同时对物理模型进行分步开挖巷道或洞室群并施加支护结构；

（3）可进行超荷载作用下的物理模型破坏实验。

目前，利用该实验系统开展了不同地应力特征、不同岩体条件下的洞室、洞群、边坡和基坑的开挖与锚固效应、变形破坏机理的研究。为复杂工程设计、施工提供试验依据。广泛应用于煤矿、铁路、公路、水电等科研、设计和教学，是研究岩体工程与地质灾害的重要模拟试验系统。

仪器介绍

结构效应模型实验系统主要由主机系统、数据采集系统、液压控制系统、Match ID散斑非接触测量设备、红外监测设备组成，其中，主机系统用于搭建相似模型。液压控制系统可按照相似比设计对模型施加不同类型的应力边界。数据采集系统配合Match ID散斑非接触测量设备用于监测相似模型应力和变形数据。红外监测设备测量相似模型变形破坏过程中温度场演化规律。结构效应模型实验系统的功能优势主要体现在以下六个方面：

（1）可实现非线性加载、连续与非连续组合加载。

（2）可在保持地应力荷载条件下对洞室、洞群模型进行分步开挖和实施锚固模拟作业。

（3）可对模型进行超载破坏实验。

（4）实验中可宏观观察洞室破坏过程，对洞壁位移和洞周应变进行测量。

（5）模型平卧实验可研究地应力对洞室的作用，模型立面实验可研究地应力与岩体自重对洞室的联合作用。

（6）可作平面应变条件下的边坡变形破环机理模型实验。

110工法模型试验

反倾边坡变形控制机理研究