一、试验系统阐述：

三维相似材料围岩模拟加载试验系统是基于相似理论和因次分析的实验室研究装置，主要用于模拟岩土以及采矿现场开采环境下围岩的应力、位移和变形等情况，通过模拟相似材料的开挖再现现场开采时所出现的各种矿山压力特征。

二、功能介绍：

该系统是由数字式电液伺服闭环控制，可位移或应力控制，高压压力密封室采用抱箍卡拉，电控上下移动，安全物理锁紧。可进行高温高压多场耦合复杂条件下的三轴压缩试验、动三轴试验、蠕变试验、疲劳试验、渗透试验、单轴压缩试验，还可完成三向刚性加载的真三轴试验等。

三、技术参数：

试件箱尺寸：3000*3000*3000mm（多用于北方煤岩）

竖向载荷：800KN

水平载荷：400KN

加载频率：5Hz

测力精度：±0.5%

压力室：15mpa

数据采集：8通道控制器，24位数据采集和信号调节装置，采样频率10KHZ

四、系统组成：

1、试件箱：通常包括底座、侧板等部件，用于容纳相似材料制作的模型。底座边缘设置有螺孔带，可通过螺栓连接侧板，并且可根据需要调整尺寸，以模拟不同的煤层或地质情况。

2、反力系统：如两立柱机构的反力架，主跨大梁通过两根立柱与反力基础安装在一起，为试验提供反力支撑，采用高强度材料制作，确保加载时框架本身的牢固性。

3、加载装置：一般采用多组液压千斤顶，可实现对垂直应力和两个水平方向上应力的非均布加载，能模拟井下采掘过程中不同顶板活动阶段时的煤层应力的复杂分布现象。

4、监测装置：包括压力传感器、位移传感器、离层仪、震动波监测装置等，还可采用3D-DIC测量技术等非接触式测量系统，对模型内部的应力、位移、裂隙发育等情况进行监测。

5、控制模块：用于控制试验过程，包括加载顺序、加载速度、数据采集等，还可形成相似模拟实验的三维数字模型，控制配料模块的配料比及打印铺料模块在实验模块进行三维立体铺料。

五、应用领域

三维相似材料围岩模拟加载试验系统广泛应用于采矿工程、岩土工程等领域，如研究采动过程中岩体变形、移动及破坏的规律，掌握综放沿空留巷围岩变形规律与底鼓机理，分析地铁隧道施工扰动下含缺陷岩土复合地层灾变机制等。