相似材料模型设计提纲

相似材料试验模型设计大纲1. 设计题目与目的（注：题目中没有提到的采场构成要素等参数可自行假定，但必须写出）5分2. 相似常数：几何相似常数、应力相似常数（抗压、抗拉强度等）、时间相似常数15分3. 相似材料物理力学性质：抗压、抗拉强度，弹模等15分4. 模型观测方法：（1）模型观测方法（应力、位移观测）15分（2）观测频度10分提示：两个以上中段开采时，上中段开挖后经过一段时间观测以后，各种观测数据趋于稳定后，一般再经过 按原型时间3、4个月观测后，若各种观测数据仍没有变化，即可进行下中段开挖。5. 模型设计图与测点布置图；应根据岩石力学所学围岩应力、位移变化规律布置测点，4A纸小图即可20分6. 模型实验方法：模型制作方法，加载方式，开挖顺序与间隔时间，每次开挖高度与宽度，充填体内测点的埋设20分设计所用模型试验架：ZYDL-YS12O/100岩体平面相似模型试验系统用途：岩体平面相似模型试验系统，此系统包括模型试验台架、伺服加载控制系统、数据测量及采集分析系统。 该系统可以开展水电站引水隧洞、地下厂房、跨海隧道、石油和核废料存储、深部采矿和大型地下空间开发等重 大工程中的复杂问题的研究。是科研单位、高校以及生产应用单位进行相关研究和检测的设备。主要功能及特点：1、功能：控制系统能控制竖向均布载荷和水平均布载荷2、试样尺寸：最大2000mmx300mmx1200mm （长x宽x高）3、最大竖向载荷：120kN （30kNx4）,（最大应力为0.2MP）4、最大水平载荷：100kN （33.3kNx3）,（最大应力为0.25MP）5、控制油路：水平1路（比例伺服控制），竖向顶面1路（比例伺服控制）6、试验精度等级：2级，加载精度优于示值的2%7、变形测量范围：580mm8、千斤顶行程：150mm9、试验持续时间：四周（持续时间内系统保持恒定载荷，过程中载荷控制精度优于示值的2%）设计题目（要求设计必须手写）：1. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角10,矿体平均厚度3 m,采用全面法回采，阶段高度15 m,共分为4 个中段，顶底板围岩体重2.6吨/米3,抗压强度为100MPa，抗拉强度为10MPa；矿石体重2.7吨/米3,抗压 强度为110MPa,抗拉强度为11MPa。试制作一相似材料模型研究采场围岩和顶底柱的岩体应力变化情况和 岩体位移变化情况。2. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角10,矿体平均厚度3 m,采用全面法回采，阶段高度15 m,顶底板围 岩体重2.6吨咪3,抗压强度为110MPa，抗拉强度为8MPa，矿石体重2.8吨咪3,抗压强度为120MPa，抗 拉强度为8MPa，因为贵重矿石，不留矿柱，而用混凝土支柱支撑顶板。试制作一相似材料模型研究采场围 岩以及人工矿柱的应力变化情况和位移变化情况。3. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角80,矿体平均厚度2 m,采用留矿法回采，阶段高度50 m,上下盘围 岩体重2.5吨咪3,抗压强度为110MPa，抗拉强度为6MPa，矿石体重2.7吨咪3,抗压强度为100MPa，抗 拉强度为6MPa。试制作一相似材料模型研究采场上下盘围岩和顶底柱的岩体应力变化情况和岩体位移变化 情况。4. 某金属矿矿体埋藏深度为150m，倾角80,矿体平均厚度2 m,采用留矿法回采，阶段高度50 m,上下盘围 岩体重2.5吨咪3,抗压强度为90MPa，抗拉强度为6MPa，矿石体重2.7吨咪3,抗压强度为95MPa,抗拉 强度为6MPa。试制作一相似材料模型研究上下两个中段（先上后下）回采采场上下盘围岩和顶底柱的岩体 应力变化情况和岩体位移变化情况。5. 某金属矿矿体埋藏深度为250m,倾角15,矿体平均厚度10 m，采用房柱法回采，矿房长度60 m，分区宽 度200m,顶底板围岩体重2.8吨咪3,抗压强度为120MPa，抗拉强度为10MPa，矿石体重3.1吨咪3,抗 压强度为120MPa,抗拉强度为9MPa。试制作一相似材料模型研究采场围岩和矿柱的岩体应力变化情况和岩 体位移变化情况。6. 某金属矿矿体埋藏深度为300m，倾角65,矿体平均厚度15 m，采用分段凿岩阶段矿房法回采，阶段高度 60 m,分段高度10m，顶底板围岩体重2.6吨咪3,抗压强度为80MPa，抗拉强度为8MPa，矿石体重3.0吨 /米 3,抗压强度为90MPa，抗拉强度为7MPa。试制作一相似材料模型研究采场围岩和电耙巷道的岩体应力 变化情况及岩体位移变化情况。7. 某金属矿矿体埋藏深度为150m，倾角55,矿体平均厚度15 m,采用分段凿岩阶段矿房法回采，阶段高度 50 m,共有4个中段，顶底板围岩体重2.5吨咪3,抗压强度为70MPa，抗拉强度为5MPa，矿石体重3.0吨 /米 3,抗压强度为90MPa，抗拉强度为6MPa；矿房回采完后回收矿柱，嗣后崩落围岩处理采空区。试制作一相似材料模型研究4个中段先后回采后上下盘围岩及石门的岩体应力变化情况和岩体位移变化情况。8. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角75,矿体平均厚度60 m,采用VCR法回采，阶段高度60 m,矿房和 矿柱宽度为10m，先采矿房后采矿柱，嗣后充填，矿房采用尾砂胶结充填，矿柱为尾砂充填；围岩体重2.6 吨咪3,抗压强度为100MPa，抗拉强度为9MPa，矿石体重3.5吨咪3,抗压强度为105MPa，抗拉强度为 9MPa。试制作一相似材料模型研究采场凿岩硐室顶板的岩体应力变化情况及岩体位移变化情况。9. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角75,矿体平均厚度60 m,采用VCR法回采，阶段高度60 m,矿房和 矿柱宽度为10m，先采矿房后采矿柱，嗣后充填，矿房采用尾砂胶结充填，矿柱为尾砂充填；围岩体重2.7 吨咪3,抗压强度为95MPa,抗拉强度为8MPa,矿石体重3.2吨咪3,抗压强度为105MPa,抗拉强度为8MPa。 试制作一相似材料模型研究采场凿岩硐室底板（即采场顶层）的岩体应力变化情况及岩体位移变化情况。10. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角75,矿体平均厚度60 m,采用VCR法回采，阶段高度60 m,矿房和 矿柱宽度为10m，先采矿房后采矿柱，嗣后充填，矿房采用尾砂胶结充填，尾砂胶结充填体容重为2.0吨/米 3,抗压强度3.2MPa，矿柱为尾砂充填；围岩体重2.7吨咪3,抗压强度为110MPa，抗拉强度为9MPa，矿 石体重3.25吨咪3,抗压强度为115MPa，抗拉强度为9MPa。试制作一相似材料模型研究回采矿柱时中间矿 房胶结充填体的应力变化情况及位移变化情况。11. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角60,矿体平均厚度25 m,采用无底柱分段崩落法回采，阶段高度50 m, 分段高度10m，回采巷道间距10m,上盘围岩体重2.5吨咪3,抗压强度为40MPa，抗拉强度为2MPa，下盘 围岩体重2.6吨咪3,抗压强度为60MPa，抗拉强度为4MPa，矿石体重3.0吨咪3,抗压强度为70MPa，抗 拉强度为6MPa。试制作一相似材料模型研究采场回采巷道间的菱形回采分间矿体应力变化情况和位移变化 情况。12. 某金属矿矿体埋藏深度为200m,倾角60,矿体平均厚度25 m,采用无底柱分段崩落法回采，阶段高度50 m, 分段高度10m，回采巷道垂直矿体布置，上盘围岩体重2.5吨/米3,抗压强度为35MPa,抗拉强度为2MPa, 下盘围岩体重2.6吨咪3,抗压强度为60MPa,抗拉强度为4MPa,矿石体重3.0吨咪3,抗压强度为50MPa, 抗拉强度为4MPa。试制作一相似材料模型研究采场回采巷道的矿岩体应力变化情况和位移变化情况。13. 某金属矿矿体埋藏深度为250m,倾角60，矿体平均厚度35 m，采用上向水平分层尾砂充填法回采，阶段 高度50 m,上盘围岩体重2.5吨咪3,抗压强度为30MPa，抗拉强度为1.5MPa，下盘围岩体重2.5吨咪3, 抗压强度为40MPa，抗拉强度为3MPa，矿石体重3.0吨咪3,抗压强度为50MPa，抗拉强度为3MPa。试制 作一相似材料模型研究采场回采时充填体的应力变化情况和位移变化情况。