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巷道支护虚拟实验教学平台
2014-10-10 00:05   审核人:

        

巷道支护虚拟实验教学平台开设有注浆模拟实验巷道支护模型实验和数值仿真实验。

  • 注浆模拟实验

自助研制筒形注浆模型实验装置,如图所示。模型长度1500mm,净断面尺寸400mm×400mm,用10mm厚的钢板制作而成。整个模型试验装置分为两半,将岩层模拟模型制作在筒体内,再将两半扣合,用螺丝拧紧,扣合处加上密封条。两端封盖装上后,即可进行注浆。

 

 

井筒注浆过程中,围岩、注浆圈、井壁是3种不同性质的材料,三者力学参数具有较大差异,渗透性相差悬殊流体在三者孔隙中流动的规律截然不同。利用ADINA软件平台学生可以建立煤矿工作面注浆三维数值模型,进行不同工况下井筒和巷道注浆数值仿真模拟,获得最优注浆参数。其中部分注浆效果如图所示。

 

        图38 模拟壁后深孔注浆压力分布云图

 

            模拟壁后深孔注浆影响半径云图

  • 巷道支护模型实验和数值仿真实验

通过巷道支护相似模型实验手段,使得学生掌握巷道围岩变形和支护结构受力的分析方法,研究支护结构在不同工况下力学特性,以评价巷道工程的稳定性,并指导巷道工程支护设计。如图所示。

 

                 地面支架组装图

在巷道支护数值仿真实验中,学生可以结合材料物理参数、外力条件、硐室尺寸的变化,分析受力情况的变化,从而达到优化设计的目的如图44-47所示

 

                 马头门数值模拟仿真

                  三维巷道数值模型

               锚杆支护巷道数值仿真模型

               地下硐室群数值仿真试验

借助有限元等数值实验仿真系统的应用,提高了实践教学中的效率,培养了学生的数值仿真思维,让学生熟悉井下工程结构的受力情况,弥补了现场实验的苛刻条件限制,提高了实验的安全性和效果,同时大大节省了试验成本

支撑项目:地下建筑结构及课程设计、井巷工程及课程设计、岩石力学、数值计算方法等课程的稳定性分析方面的实验项目。

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