相似模拟试验配比表

相似材料模拟实验.

实验十：相似材料模拟实验 1 相似原理 相似材料模拟是科学实验的一种，它是人们探讨和认识地压规律的途径之一。用与天然岩石物理力学性质相似的人工材料，按矿山实际原型，遵循一定比例缩小做成的模型，然后在模型中开挖巷道或模拟采场工作，观察模型的变形，位移，破坏和压力等情况，据以分析，推测原型中所发生的情况，这种方法称为相似材料模拟方法。它被用来研究采场和巷道的某些地压问题，例如估计地压大小，顶底板相对位移，冒落拱形状和大小，支架对地压底影响，地下开采对地表底影响，以及影响地压底各种因素。 要使模型中所发生的情况，能如实反映原型中所发生的情况，就必须根据问题的性质，找出主要矛盾，并根据主要矛盾，去确定原型与模型之间的相似关系和相似准则，原型与模型相似必须具备下面几个条件。 1.1 几何相似 要求模型与原型的几何形状相似。为此，必须将原型的尺寸，包括长，宽，高等都按一定比例缩小或放大，以做成模型。设以H L 和M L 分别代表原型和模型长度，脚标M 表示模型，L α代表H L 和M L 的比值，称长度比尺，则几何相似要求，L α为常数。 常数== M H L L L α （1） 因面积是长度二次方，所以面积比尺为 2 L M H A A α＝ （2） 因体积是长度三次方，所以体积比尺为 3 L M H V V α＝ （3） 一般来说，模型越大，越能反映原型的实际情况，原型实际上1=L α，但是由于各方面条件限制。模型又不能做的太大。通常模拟采场用 100~50=L α，即原型缩小 1001~501，模型巷道用50~20=L α；即原型缩小为50 1~201。 1.2 运动相似 要求模型与原型中，所有各对应点的运动情况相似，即要求各对应点的速度，加速度，运动时间等都成一定比例。设以H t 和M t 分别表示原型和模型中对应点完成沿几何相似的轨迹所需的时间，以t α代表H t 和M t 的比值，称为时间比尺，则运动相似要求t α为常数。 即 常数=== L M H t t t αα （4）

有关覆岩三带的相似模拟讨论

河南理工大学硕士研究生 《相似理论与模拟试验》课程论文 2014-2015学年第二学期 题目：关于《采场覆岩“三带”演化特性的 相似模拟实验及分析》的意见与看法 姓名：冯好收 学号：xxxxxxxxxxxxxxx 专业：xxxxxxxxxxxxxx

本文主要是对发表在“矿业安全与环保”期刊上的一篇文章——《采场覆岩“三带”演化特性的相似模拟实验及分析》提出的一些个人见解与看法。 一、文献简介 这篇文章是从三个方面来研究分析采场覆岩“三带”的高度的。第一，通过对覆岩采动裂隙发育特征进行相似材料模拟实验分析，研究采场覆岩裂隙的测点层位下沉量裂隙密度及离层率，得出覆岩“三带”的高度；第二，利用钻孔探测仪实测垮落带高度，对相似模拟实验结果进行验证；第三，根据理论分析对上两种方法得出的结果进行比较分析，确定“三带”的高度范围。 相似模拟实验以某矿综采放顶煤40108工作面为基本原型，工作面长度180m，走向长度1917m，平均采深384m。煤层平均倾角5°，平均厚度11.5m，其中割煤高度3.4m，预留底煤厚度平均2.0m，放顶煤厚度平均6.1m。 二、所提意见与看法 1、对垮落带理论分析的不同见解 随着工作面的推进，煤层内的采空空间将有其上覆岩层垮落、填充，由于岩层破碎后体积膨胀，当采空区上方岩层垮落一定高度后将填满采空空间，其上方的岩层由于受下部垮落岩石的支撑不再垮落，但因压力过大和受力不均匀将产生裂隙。 文章中提到，垮落带高度即是垮落后能把采空空间填满的岩层厚度与煤层开采厚度之和，亦是垮落岩层膨胀的高度。并给出下列关系式： H=lk=h+l（1）由式（1）得： l=h/(k-1) （2）将式（2）代入式（1）得： H=kh/(k-1) （3）式中：H——垮落带高度，m； l——垮落带岩层厚度，m； h——煤层采高，m； k——煤层顶板岩层的膨胀系数。 并据此得出，放顶煤开采条件下的垮落带高度的关系式：

相似理论与模型试验例题集

相似理论与模拟实验例题

例1 静态应力模型 这是一个弹性模型，可求解静态应力问题。 a、 求导准则 平衡方程： ?σ x + ?τ yx + ?τ zx + X = 0
?x ?y ?z
?τ xy + ?σ y + ?τ zy + Y = 0
?x ?y ?z
?τ xz + ?τ yz + ?σ z + Z = 0
?x ?y ?y
几何方程：
εx
=
?u ?x
γ xy
=
?u ?y
+
?v ?x

物理方程：
[ ] ε x
=
1 E
σx
?
μ (σ
y
+σz)
单值条件：几何相似：
cL
=
x x'
=
y y'
=
L L'
物理相似： 体力相似：
cE
=
E ∑'
cv
=
v v'
cγ
=
X X'
=γ γ'
边界条件：
c = X =Y =Z X X′ Y′ Z′

非定性量（被测量）：
应力：Cσ
= σx
σ
' x
=
L
=
τ τ
xy
' xy
应变： cε
= εx
ε
' x
= εy
ε
' y
= εz
ε
' z
=ε ε'
位移： cδ
=U U'
=V V'
=δ δ'

相似材料模拟实验报告

本科生科研训练 相似材料模拟实验 姓名：胡立龙 学号： 0809040107 院系：土木与交通学院 班级：灾防08-1班 学时： 成绩：

实验目的：了解相似材料模拟掩饰的基本原理和基本过程。 基本原理：相似材料模拟实验是采用与原理物理力学性质相似的材料，按一定的几何相似常数缩制成试验模型进行相应的目的的研究的一种试验方法。采用这种方法模拟覆岩采动过程，研究其变形破坏规律可以节省大量的观测费用，而且结果更加直观。 仪器设备：相似材料模拟实验台。 实验步骤： 1、了解配比变化对材料的物理力学性质的影响，包括骨胶比、灰膏比和用水量的影响； 2、根据试验要求，按比例配比，制作模拟材料，选定并准备好适应的骨料，胶结料，水等，制作出不同配比的材料试件，并进行编号； 3、待试件干燥后，对试件进行强度测试，根据强度相似指标要求，选定相似材料，按表中形式记录好相似材料配比及主要物理力学参数； 4、根据模型尺寸，按每分层厚度计算不同配比材料的用量（层厚度为20mm）。 实验数据：1、工作面的设计长度200m，推进尺度130m，煤层埋深51m，煤层平均厚度5m，用全部垮落法管理顶板，煤层一次采煤深度5m，表1-1为煤岩物理力学性质指标： 岩断厚度主要岩石容重（kg/m3）抗压强度风化段10-50 泥岩26 3-5

2、相似条件确定 （1）实验设备与材料:实验台尺寸200mm ×2000mm×2000mm ，实验材料：硅砂（Φ =0.1~0.35mm ）、石灰、石膏、软木屑、四硼酸钠等； （2）主要相似 参数：αL =L H /L M ,L M -模型强度，L H -模型厚度 根据模拟工作面煤层厚度等参数，结合试验台几何尺寸，选几何相似常数αL =0.01； （3）容度相似常数：αL =γH /γM ，γH -原型容重，γM -模型容重工作面不同岩段岩石平均容重为26kg/m 3，，石灰，石膏，硅砂试验材料平均容重为17kg/m 3，容重相似常数为αr =26/17=1.5; （4） 强度相似常数：α，-原型强度，-模型强度 砂岩 26 6-10 未风化软岩 带 60-100 泥岩 26 12 砂岩 26 3 硬岩带 110-240 砂质页岩 26 10-17 砂质页岩 26 10-40 煤 层 段 顶板 油页岩 22 20-23 泥岩 26 10-15 煤层 煤 15 3 底板 砂岩 26 25-65（多30左右） 泥岩 26 26-30

多煤层开采覆岩移动及地表变形规律的相似模拟实验

Vol．38No．4Jul．2011水文地质工程地质 HYDROGEOLOGY ＆ENGINEERING GEOLOGY 第38卷第4期 2011年7月 多煤层开采覆岩移动及地表变形规律的 相似模拟实验研究 张志祥1，张永波1，赵志怀1，张利民 2 （1．太原理工大学水利科学与工程学院，太原030024；2．山西省交通设计研究院，太原030012） 摘要：以离石—军渡高速公路下伏康家沟煤矿采矿地质条件为原型，采用相似材料模拟实验方法，对多煤层开采引起的覆岩移动及地表变形规律进行了研究。相似模拟实验结果表明：多煤层开采条件下，随着煤层累计采厚的增加，采空区“三带”覆岩下沉量和采空区地表沉降量、地表倾斜变形、地表水平位移及地表曲率变形都呈增大趋势，采空区上覆岩体更加破碎， 地表变形更加强烈。研究成果可为高速公路下伏多煤层采空区的治理设计提供依据。关键词：多煤层开采；覆岩；相似模拟；采空区；变形 中图分类号：TD325．+ 2 文献标识码：A 文章编号：1000- 3665（2011）04-0130-05收稿日期：2010-07-13；修订日期：2010-10-28基金项目：国家自然科学基金资助项目（30470269） 作者简介：张志祥（1970-），男，硕士，讲师，主要从事工程地质 和岩土工程方面的教学和研究工作。E-mail ：zhangzx666666@126．com 煤炭开采过程中产生的一系列覆岩移动及地表变形规律，受到了学者们的高度重视，如刘秀英等［1］ 采 用相似模拟实验研究了辛置煤矿2204工作面采空区 覆岩的移动规律；刘瑾等［2］ 进行了采深和松散层厚度 对开采沉陷地表移动变形影响的数值模拟研究；孙光 中等 ［3］ 采用数值模拟和相似材料模拟对巨厚煤层开 采覆岩运动规律进行了研究。以上研究主要是针对单一煤层开采进行的， 得出了许多有益的经验与结论，为指导单煤层开采及采空区地基处理等提供了参考。 近年来，随着我国煤炭开采强度的增大及开采深度的增加， 许多矿区形成了多煤层采空区。由于我国土地资源有限，许多高速公路不可避免地要通过多煤层采空区， 在建设过程中，有可能使原本相对稳定的采空区覆岩平衡遭到破坏，地表再次产生沉陷变形，危及公路的安全。由于单煤层开采覆岩移动及地表变形规律不同于多煤层开采， 加上各地采矿地质条件的差异，其成果对于多煤层来说，就失去了普适性。因此，研究多煤层开采覆岩移动及地表变形规律对保护高速公路的安全有重要的意义。已有学者对多煤层开采给予关注， 并取得一定成果。李全生等［4］ 利用相似材料模拟 和数值模拟研究了多煤层开采相互采动的影响规律，为煤柱留设及确保巷道安全提供了参考；夏筱红等 ［5］ 进行了多煤层开采覆岩破断过程的模型试验与数值模拟研究，为安全回收煤炭资源提供了依据。二者都是以指导采煤为目的，对高速公路下伏多煤层覆岩移动研究有一定的借鉴， 但由于没有考虑采空区的地表变形，不便于具体指导高速公路下伏采空区治理。目前，高速公路下伏多煤层开采覆岩移动及地表变形规律研究成果仍然很少。为确保高速公路的安全，非常有必要开展这项研究。离石—军渡高速公路LK21+340 LK21+900段通过康家沟煤矿采空区，该矿主要开采4号、5号和10号煤层。本文采用相似材料模拟实验方法，对康家沟煤矿多煤层开采覆岩移动及地表变形规律进行了研究，以期为高速公路下伏多煤层采空区治理设计提供依据。 1研究区地质概况 研究区位于吕梁山脉中段西侧黄土丘陵区，地表 由黄土覆盖。地层自上而下为第四系、二叠系和石炭系，简述如下： （1）第四系中更新统离石组（Q 2l ）：分布于塬、梁、峁及冲沟两侧，为风积及冲积形成，岩性以黄土为主，棕黄色、浅棕红色亚粘土，夹数层棕色古土壤层、钙质结核层及透镜状砂卵石层，硬塑－坚硬状态，柱状节理发育，多层结构类型。厚20 50m 。 （2）二叠系上统上石盒子组（P 2s ）：岩性为灰绿、黄绿、灰紫色页岩与灰绿色长石石英杂砂岩互层，由下向上紫色页岩逐渐增多，浅黄、灰黄、浅灰色中细砂岩和泥岩组成。其底部标志层岩性为紫红色、灰黄色铝土质鲕粒泥岩，含丰富的铁锰质。本组厚度约390m 。

相似模拟试验总结

1、架子的设计原则 ①分层：以2~3cm为宜，1~5cm之间。关键层厚度可适当增加厚度（5~10厘米为宜）及 强度配比。若实际中出现特厚的岩层，在模型设计和堆砌时，采用相同配比下人为分层的方法，将其一分为二。模型顶部岩层可依照实际岩层厚度，影响不大，不用分层铺设。 ②强度配比：个人认为可以9：1（骨料与辅料）作为坚硬岩层与松软岩层的分界点。沙子 为骨料，石膏、腻子粉为辅料。主料的比例影响整体岩层强度，占比越大，模拟层强度越低。辅料中石膏，是起增强模拟层强度作用，腻子粉增强岩层韧性或弹性 ③晾干时间：夏天，15-20天。冬天30天为宜。无需完全晾干，晾干会使岩层强度增大。 期间，可采用风扇吹干，不建议采用烘烤的方式。自然风干最好。若烘烤或吹干，建议烤或吹背面（不照相的一面）。吹干或烘烤，尤其是烘烤，可使烘烤部位强度、硬度变大。 ④层理：相似材料中使用云母片模拟岩层层理。片状的云母片模拟层理最为适宜。铺撒量 的控制，铺一层，以80%~100%覆盖下部煤岩层为宜。若铺撒的少，会出现模拟层层理不明现象，层与层连成一体，两层或几层成为一个整体，强度增大，影响矿压显现。云母片铺撒中，注意在正面紧贴槽钢边缘多撒一些，以便外观上能明显看到层理。云母片的铺撒决定了模拟层之间层理明显与否，显著影响开挖时离层与否。 ⑤锤砸程度：较薄的分层（厚度）下，锤砸的强度可稍大一点。较厚的分层锤砸强度可相 对低些。 ⑥实验架两侧刷油或贴硫酸纸。主要是为了减少模型加载时两侧的夹滞力。 ⑦塑料，木块替代，增滑 ⑧冬天可适当减少水分在配比中的比重。装填模型时，注意下一分层水灰（水、沙、石膏、 腻子粉）混合的时机，混合后会短时间内凝结成块，不利于模型层的均质性。应注意，在上一分层堆砌与下分层水灰混合的时机。 ⑨木屑、铁屑等的使用。木屑可以降低岩层强度与容重，增强塑性。铁屑可以降低岩层强 度，增强模拟层塑性变形，增加容重。容重增加，在实验中可提高岩层依靠自重断裂的可能性。 ⑩岩层铺设厚度的控制：两侧固定皮尺。 2、数据采集方法及注意事项 采用仪器自动采集数据，仪器的连接方法： ①正确连接传感器与接线箱（接线柱），连接方式为全桥式连接（针对此次传感器，1234 接线夹对应ABCD接线柱）。 ②正确连接接线箱与接线箱（针孔接口），连接方式为串联。 ③正确连接接线箱与控制器（针孔接口） ④正确连接控制器与电脑（USB借口专用数据线连接） ⑤首先连通控制器电源，坚持控制器与接线箱供电正常。 ⑥启动试验软件，系统自检寻找控制器与接线箱，至正常启动。 ⑦设置测试参数。（土压力盒的测试内容为） ⑧点击“平衡”按钮，进行数据平衡，并导出平衡结果。 注意：备份平衡结果。 平衡结果的选择与使用。 ①实验前采集平衡状态（数据零点）。整个试验使用无压状态的平衡结果。 ②实验中采集平衡状态（数据零点）。选择加载后进行平衡，并使用此平衡零点结果进行

采矿工程相似材料模拟技术的发展及问题

万方数据

万方数据

万方数据

采矿工程相似材料模拟技术的发展及问题 作者：张羽强， 黄庆享， 严茂荣， ZHANG Yu-qiang， HUANG Qing-xiang， YAN Mao-rong 作者单位：西安科技大学,西安,710000 刊名： 煤炭技术 英文刊名：COAL TECHNOLOGY 年，卷(期)：2008,27(1) 被引用次数：6次 参考文献(9条) 1.刘长武;郭永蜂;姚精明采矿相似模拟试验技术的发展与问题[期刊论文]-中国矿业 2003(08) 2.李鸿昌矿山压力的相似模拟试验 1988 3.任晓鹏;李志强;吕希富龙马矿相似材料模拟实验[期刊论文]-煤炭技术 2007(08) 4.蔡美峰;刘相寿;黄志彬岩石力学与工程 2002 5.赵保太;林柏泉;林传兵三软不稳定煤层覆岩裂隙演化规律实验[期刊论文]-采矿与安全工程学报 2007(02) 6.顾大钊相似材料与相似模型 1995 7.吴钰应岩体结构面的模拟研究 1997(02) 8.催广心相似理论与模型研究 1990 9.林韵梅实验岩石力学模拟研究 1984 本文读者也读过(10条) 1.刘长武.郭永峰.姚精明采矿相似模拟试验技术的发展与问题--论发展三维采矿物理模拟试验的意义[期刊论文]-中国矿业2003,12(8) 2.夏小刚.黄庆享.XIA Xiao-gang.HUANG Qing-xiang基于弹性薄板的不规则采动地表沉陷预计模型[期刊论文]-中国地质灾害与防治学报2009,20(2) 3.黄庆享浅埋煤层采动厚砂土层破坏规律模拟[期刊论文]-长安大学学报(自然科学版)2003,23(4) 4.黄庆享.李冬.秦晓强.胡耀.樊树康.吕荣辉急倾斜临界角沿空回采巷道矿压显现规律[期刊论文]-建井技术2005,26(6) 5.黄庆享.陈杰.杨宗义浅埋厚煤层分层开采合理隔离煤柱尺寸模拟研究[期刊论文]-西安科技学院学报 2001,21(3) 6.黄庆享.刘玉卫.HUANG Qing-xiang.LIU Yu-wei高地应力软岩巷道变形机理与对策[期刊论文]-陕西煤炭 2009(2) 7.黄庆享.严茂荣.张沛.张羽强铁路下综放全厚开采的模拟研究[期刊论文]-陕西煤炭2008,27(4) 8.王双明.范立民.黄庆享.侯恩科生态脆弱矿区大型煤炭基地建设的新思路[期刊论文]-科学中国人2009(11) 9.黄庆享.蔚保宁.胡火明.HUANG Qing-xiang.WEI Bao-ning.HU Huo-ming榆树湾首采面保水开采矿压规律[期刊论文]-陕西煤炭2009,28(1) 10.李虎威.黄庆享.高杨.LI Hu-wei.HUANG Qing-xiang.GAO yang基于ZigBee和以太网的矿山安全监测系统[期刊论文]-陕西煤炭2009(3) 引证文献(6条) 1.陈南南.吕磊缓倾斜煤层相似材料模拟试验研究[期刊论文]-陕西煤炭 2012(2) 2.张飞.巴蕾.岑旺路天煤矿1604综放工作面的相似材料模拟[期刊论文]-现代矿业 2010(4) 3.汪锐.李路锚索减跨效果模拟试验研究[期刊论文]-中国矿业 2013(6) 4.胡鹏瑞.李航空.赵亮黄玉川矿首采工作面相似材料模拟研究[期刊论文]-黑龙江科技信息 2012(36)

相似材料模拟实验

相似材料模拟实验

实验十：相似材料模拟实验 1 相似原理 相似材料模拟是科学实验的一种，它是人们探讨和认识地压规律的途径之一。用与天然岩石物理力学性质相似的人工材料，按矿山实际原型，遵循一定比例缩小做成的模型，然后在模型中开挖巷道或模拟采场工作，观察模型的变形，位移，破坏和压力等情况，据以分析，推测原型中所发生的情况，这种方法称为相似材料模拟方法。它被用来研究采场和巷道的某些地压问题，例如估计地压大小，顶底板相对位移，冒落拱形状和大小，支架对地压底影响，地下开采对地表底影响，以及影响地压底各种因素。 要使模型中所发生的情况，能如实反映原型中所发生的情况，就必须根据问题的性质，找出主要矛盾，并根据主要矛盾，去确定原型与模型之间的相似关系和相似准则，原型与模型相似必须具备下面几个条件。 1.1 几何相似 要求模型与原型的几何形状相似。为此，必须将原型的尺寸，包括长，宽，高等都按一定比例缩小或放大，以做成模型。设以H L 和M L 分别代表原型和模型长度，脚标M 表示模型，L α代表H L 和M L 的比值，称长度比尺，则几何相似要求，L α为常数。 常数== M H L L L α （1） 因面积是长度二次方，所以面积比尺为 2 L M H A A α＝ （2） 因体积是长度三次方，所以体积比尺为

3 L M H V V α＝ （3） 一般来说，模型越大，越能反映原型的实际情况，原型实际上1 =L α ，但是由于各方面条件限制。 模型又不能做的太大。通常模拟采场用100 ~50=L α ， 即原型缩小1001 ~ 501，模型巷道用50 ~20=L α；即原型缩 小为50 1 ~ 201。 1.2 运动相似 要求模型与原型中，所有各对应点的运动情况相似，即要求各对应点的速度，加速度，运动时间等都成一定比例。设以H t 和M t 分别表示原型和模型中对应点完成沿几何相似的轨迹所需的时间，以t α代表H t 和M t 的比值，称为时间比尺，则运动相似要求t α为常数。即 常数=== L M H t t t αα （4） 1.3 动力相似 要求模型与原型的所有作用力都相似 对于地压问题，按抓主要矛盾的观点进行分析，主要是考虑重力作用，要求重力相似设以H H H V r P ,,和M M M V r P ,,分别表示原型与模型对应部分的重力，视密度和体积，因为 H H H V r P ?= （5） M M M V r P ?= (6) 则： 3L M H M r r P P α?=

相似模拟与模型试验在岩土工程中的应用

学院土木工程学院姓名张会峰 学号 130120218 班级力学二班

相似模拟与模型试验在岩土工程中的应用 张会峰 2013级工程力学专业2班 相似模拟与其它一样是社会生产发展的必然产物。由于社会生产的不断发展，岩土工程所提出的问题日益复杂和繁琐。用数学方法很难得到精确的解析解，只能作一些假设与简化再求解，因而带来一些误差。于是人们不得不通过实验的方法来探求那些靠数学方法无法研究的复杂现象的规律性。但是直接的实验的方法有很大的局限性，其实验的结果只能推广到与实验条件完全相同的实际问题中去，这种实验方法常常只能得出个别量的表面规律性关系，难以抓住现象的内在本质。《相似模拟》正是为解决这些问题而产生的，它不直接的研究自然现象或过程的本身，而是研究与这些自然现象或过程相似的模型， 它是理论与实际密切相结合的科学研究方法，是解决一些比较复杂的生产工程问题的一种有效方法。 一、相似模拟与模型试验的方要研究内容 它是研究自然界相似现象的一门科学。它提供了相似判断的方法。并用于指导模型试验， 整理试验结果，并把试验结果用于原型的理论基础。 二、相似常数 设c 表示相似常数，x 表示原型中的物理量，x ' 表示模型中的物理量，则： i i i x x c '= 其中i c 表示第i 个物理量所对应的相似常数。 物理量包含于现象之中。而表示现象的物理量，一般都不是孤立的，互不关联的，而是 处在自然规律所决定的一定关系中，所以说各种相似常数之间也是相互关联的。在许多的情况下这种关联表现为数学方程的形式。下面举例说明： 设两个物体受力与运动相似 则它们的质点的运动方程和力学方程均可用同一方程描述，即： 原型的运动方程与物理方程 dt ds v = dt dv m f = ① 模型的运动方程与物理方程 t d s d v ''=' t d v d m f ' ''=' ② 因为两个物体的现象相似，其对应物理量互成比例，即 s c s s =' t c t t =' t c v v =' m c m m =' f c f f =' ③ ①，②，③联合得到

工作面相似模拟实验方案研究

工作面相似模拟实验方案研究 1 试验研究内容 （1）顶板的初次来压步距、冒落带裂隙带高度及分布形态； （2）煤层上山煤柱的留设。 （3）沿煤层推进方向支承压力的分布曲线。 2 相似模拟试验原理 相似材料模拟试验结果的可靠性取决于模型与原型之间的相似程度。相似材料模拟试验的基本原理是相似理论，其主要原理是三个基本相似定律：（1）相似第一定律（相似定律）：对于两个相似的力学系统，在任一力学过程中，它们对应的长度、时间、力和质量等基本物理量应当具有：几何相似、动力相似和运动相似。 （2）相似第二定律（Π定律）：两个相似现象的基本物理方程可以用量纲分析的方法进行转换。对于所研究的对象，尚无法建立描述其特性的表达式，但知道决定其意义的物理量，就可以通过量纲分析的方法，确定相似判据，从而为建立模型与原型之间的相似关系提供依据。 （3）相似第三定律（相似存在定律）：只有具有相同的单值条件和相同的主导相似判据时，现象才互相相似。其中，单值条件为：①原型与模型的几何条件相似；②在所研究的过程中具有显著意义的物理常数成比例；③二个系统的初始状态相似；④在研究期间两个系统的边界条件相似。主导相似判据为系统中具有重要意义的物理常数和几何性质组成的判据。 本方案依据相似定律，对于两个相似的力学系统，在任一过程中，它们相对应的长度、时间、力及质量的基本物理量满足如下关系： 在同一特征和现象中，如表征现象的所有物理量在空间上所对应的各点和在时间上对应的瞬间各自互成一定比例，则现象相似。相似现象的基本性质和被研究对象之间的相似特征可以用相似定理或理论来表示。 鉴于相似材料模拟的特点，模拟试验应满足：几何相似、运动相似、动力相似、边界条件相似、对应的物理量成比例，因此： (1) 岩石的变形特征相似，即模型上任一点、任一时刻的应变与原型上的点应变相似。 (2) 根据试验目的，在选择相似材料的要求上，由于条件限制，仅以强度（抗拉或抗压）指标作为主导特征。 (3) 模型线比

企业行为模拟实验报告(参考版)

《企业行为模拟——沙盘推演与ERP应用》实验报告 实验班：A2 班第11 组 学号：10250102106 姓名：陈梓涛 专业：市场营销 任课教师：张明 2012– 2013学年第二学期

《企业行为模拟——沙盘推演与ERP应用》实验报告 实验报告成绩 评语： 指导教师（签名） 年月日说明：指导教师评分后，交经济与管理实验中心保存。

Nicolas模拟公司市场部门个人实验报告 沙盘模拟对抗演练，我们体会了一次企业整体运营的虚拟环境，通过跨专业组建并模拟经营企业，进一步学习与理解本专业知识也增加了企业内部运作人员合作管理等综合能力的锻炼。在企业行为模拟的沙盘推演中，最重要的是收获了完整的企业综合管理体验和团队的友情，在遇到一系列不同的新的问题中，不同专业的同学的不同思维方式碰撞以及融合，最终一起得出将企业引向成功盈利方向。 而企业行为模拟实验通过该实验使学生了解ERP软件系统的应用，熟悉ERP软件在实际企业中的具体操作，以提高学生的实践能力。通过一系列教学活动重塑和整合学生专业知识体系，接受先进的企业管理理念，培养学生学习知识和应用知识的能力，培养学生团队意识和沟通技巧。 一、本人岗位职责 在这次沙盘推演中，我担任市场总监，主要负责公司的市场预测分析、运营战略规划与定位、广告投入安排、市场订单选择4个主要方面。而在企业行为模拟实验中，我兼任了市场及销售总监的职位，主要负责企业的市场销售方面的业务，具体包括参加订货会的选单、广告投入选择及ERP系统的销售系统录制。 二、岗位职责履行情况 1.自我岗位职责履行情况 沙盘推演中我通过分析未来七年各市场的商情分析，做出了P3一个产品为主要明星产品，企业未来运营发展为之集中资源和努力的规划，由于合理地选择了未来明星产品，我们公司迅速由亏转盈，最后逐渐摆脱债务危机，提升了资金链的抗风险能力，企业产能充裕，成为市场中前三的寡头企业。但这个过程中也存在着个人性格比较急躁，与团队相关部门沟通不足，企业运营扩张过猛，致使企业曾一度陷入财务泥潭的重大失误。 在企业行为模拟实验中我继续担任市场销售负责人，考虑到我们的企业运营活动时间只有两年，CEO在征求了团队内部所有成员意见后，做出企业平稳运营，多拿大单少拿单的决策，简化企业运作的相关事务及流程，根据CEO的决策，我没有投入开发ISO等认证，认为普通订单已满足企业生存，为企业总计拿回9张订单，企业各项运营平稳，资金也无出现紧张。 2.团队相关岗位及其职责履行情况 我们最高一级设CEO，负责企业战略方向决策以及团队协作整合，她的工作使我们各部门工作开展有了方向，积极收集听取我们对公司运行的看法和建议，按时督促了我们的工作进程，鼓舞士气，最后将全部的企业成果进行整合； 除CEO外我们分别还有财务总监、会计主管、采购主管、库存主管和生产主管等不同岗位，我们的两位财务人员负责企业大量繁琐的票据和数据工作，工作一直任劳任怨，并以相当的耐心和细心把关好企业的每一个流程的资金流向，她们的工作量是全体同事中最为繁重

相似材料的配比试验

矿业工程系 学生实验报告 课程名称矿山压力与岩层控制 专业名称11级采矿工程 姓名贺成林 学号1143817310 15 矿业工程系实验室 ２０14年05月27日

实验名称相似材料的配比试验实验日期2014年05月27 指导老师魏中举分组号 1 实验地点矿业工程系实验室 实验报告内容 一、实验目的 1．掌握按一定比例配制相似材料； 2．了解影响相似材料强度的主要因素； 3．学会测定标准试块的单轴抗压强度； 4．了解矿山压力相似材料模型的制作及试验研究方法。 二、实验仪器、设备 1.二维相似材料模型； 2.岩石力学伺服试验机。 三、实验内容 相似性原理： （1）几何相似：模型与原结构之间所对应部分的尺寸成比例，模型比例即为相似常数。 （2）质量相似：模型与原模型结构对应部分的质量成比例。 （3）荷载相似：模型与原型在各对应点所受的荷载方向一致，荷载大小成比例。 （4）物理相似：模型与原型的各点的应力和应变、刚度和变形间的关系相似。 （5）时间相似：对结构的动力问题，在随时间变化的过程中，要求结构模型和原型在对应的时刻进行比较，要求相对应的时间成比例。 （6）边界条件：原型与模型在外界接触的区域各种条件保持相似。如支撑条件、约束情况、边界受力等相似。 （1）描述两个系统对应点的各物理量之间分别保持一个常数——相似常数； （2）描述两个系统对应点的动态发展规律的基本物理参数相同，或者说各相似常数间保持一定的关系，即相似准则。因此，两个系统完全相似要求的条件是很严格的。

相似材料是用来模拟原型的，对它们的要求是： （1）主要力学性质与模拟的岩层或结构相似。 （2）试验过程中材料的力学性能稳定，不易受外界条件的影响。 （3）改变材料配比，可调整材料的某些性质以适应相似条件的需要。 （4）制作方便，凝固时间短。 （5）成本低，来源丰富。材料配合后的力学性质往往受原材料成份、质量、细度与搅拌方式等多种因素的影响。即使是同一种配比的相似材料，其力学指标也可能有若干差别。因此，制作模型前应当根据自己的具体条件经过试验最终确定合适的配比。 相似材料配比试验一般步骤 1．根据标准模具体积，计算出每组3块标准试块的总重。根据配比号，以配比号（737）为例，砂胶比为7：1，即A:B:(1-B），再计算出各组分的重量，既砂子、碳酸钙(轻质Caco3)、石膏、硼砂、水的含量填入配比表，计算各组分材料所需要重量。 2．根据每组配比号所需的各种材料重量计算表，严格在台秤上秤取砂子、碳酸钙、石膏的重量，并放在一起搅拌均匀。同时将秤好重量的硼砂，放入称好重量的水中，待融化后加入搅拌料中，进一步搅拌，将干料搅拌成均匀的湿料。 3．将湿料分3～4次均匀地加入试模中，并逐次逐个捣实试模，待湿料凝固后将试块缓慢地进行脱模，然后在试块上标注材料的配比号，在室内进行养护。 4．将养护好的试样在台秤上秤出每组试件的总重量，计算出每组相似材料的平均容重。 5．将试样在试验机上进行单轴压缩试验，求出每组相似材料的平均抗压强度。 标准试块的单轴抗压强度的测定方法： 1、基本原理：岩石单轴受压至破坏时的最大压应力值称单轴抗压强度，以R表示。岩石单轴抗压强度的测定，一般采用直接压坏标准试件的方法。 2、仪器设备：岩石制样机械、钻石机、车床、锯石机、磨床、游标卡尺、直角尺、水平检验台、百分表架、百分表、材料试验机。 3、试件规格、加工精度、数量及含水量。 （1）采用圆柱体为标准试样，直径为5cm,允许变化范围为4.2~4.8cm;高度为10cm,允许变化范围为9.5~10.5. （2）试样加工精度：试样两端面不平行度小于0.1cm；试样上下端直径偏差不得大于0.2cm. （3）试样数量：试样数量按要求的受力状态或含水状态，每种情况下试样数量一般不少于

相似材料模拟实验

2010年《开采损害学实验》 一、实验名称：蒲白矿务局马村矿西固镇下煤层开采 二、实验目的：本次实验以马村矿西固镇下煤层开采为模拟对象，本次实验的主要目的是测定煤柱所受压力及其煤柱的稳定性和地表的沉陷情况。 三、主要实验仪器、设备 XKY021型应变桥智能数据采集仪，电脑，YHD-50型位移计，BW型箔式微型压力盒，数据转换仪，P20R-17型预调平衡箱，YJD-17型静动态电阻应变仪 四、实验模型采用的相似条件及原理 ⑴相似条件 根据模拟开采长度和煤层的埋深，本次的实验采用3m长，2.5m高，20cm宽的模型架。模拟煤层的埋深为238.7m，从地表至煤层底板共29个岩层，其中有些岩层厚度较小或有的岩层和相邻岩层的岩性相近按同一岩层计算，模型比例1：150，模型顶板高度为1.6m。 ⑵模型材料的配比原理 模型材料配比的理论根据是相似三大定律。其中运动学相似在本次模拟中很显然满足，不再加以赘述。 根据以上要求，本次实验所采用的主要材料如下：主料砂；辅料大白粉、熟石膏、云母、水，其中煤层的配比时要加入粉煤灰。由于模型材料的主料是砂，辅料占比重较少，不影响模型材料的比重，所以，除煤层外，其它各层的比重均按1600kg/m3计算。 根据以上相似比计算公式和各岩层的岩石物理力学性质，可计算出模拟实验各岩层相似材料配比具体见表1。

表1 模拟实验各岩层相似材料配比 注：其中煤的配比中，需加入17.28kg的粉煤灰 五、模拟实验现象及数据分析 ⑴实验现象 在开采过程中下沉数据和煤柱应力的记录应考虑气温的变化所引起的模型支架钢梁的

伸缩对测量数据的影响，所以本次实验规定在中上午11：00记录数据，且在开采过程中记录模型岩层所发生的变化。 ⑵数据分析 模拟实验数据分析，可分为两大部分，煤柱稳定性、煤柱所受应力分析和地表沉陷分析。通过分析确定煤柱的稳定性、分布的合理性及控制覆岩变形破坏程度的能力。 ①煤柱稳定性、煤柱所受应力数据分析 煤柱应力采用两组共10个应变块测定，采用应变桥智能数据采集仪采集，以数据库的形式保存。p0～p4的一组应变片放在第三个煤柱下，p5～p9的一组应变片放在第五个煤柱下。p0～p4这一组应变片从开采第一个工作面到开采第四个工作面的压力变化如下图所示，由应力图1可知，在开采第一个工作面时，第三个煤柱的应力分布已发生了变化，但变化很小；当开采到第二个工作面时，第三个煤柱的压力分布又重新发生分布，较第一次分布变化要大；当开采到第三个工作面时，第三个煤柱的压力分布发生了明显的变化，靠近工作面一边的煤柱边缘已产生了塑性区，压力值已降到均值以下，只有残余强度提供支承顶板的力，第二个应变片的压力值显著增加，第三、四、五个应变片的应力值又逐渐向原岩应力值过渡，但比原岩应力值稍高；当开采到第四个工作面时第一组应变片的压力分布值又发生大的变化，出现两个峰值区，两个塑性区，压力分布图呈马鞍形。 第二组应变片置于第五个煤柱下，当回采第三个工作面时，压力分布开始发生变化，对应于每一阶段的应力曲线图和第一组的应力曲线图类似，不同的一点是第二组的应力曲线图的峰值比第一阶段的峰值稍大。这种不同是由于每个开采条带的宽度不同而引起的（图2）。 根据模拟实验的现场观测和实验数据的分析，可以确定所留煤柱具有足够的稳定性和强度支撑顶板。但根据应力曲线图也可以断定，就所观测的这两个煤柱都不同程度的出现了塑性区。但就目前塑性区宽度的测量还没有很好的方法。塑性区宽度的确定，可按照英国A.H.威尔逊分式计算。屈服区宽度Y与开采深度H和开采厚度m有关,其关系式为： Y=0.0049mH，最后可估算得一边塑性区的宽度为5.22m，两边的塑性区的宽度和为10.44m，核区宽度为14.36m。

五年级科学下册实验报告单

五年级下册科学分组实验教案 目录： 1、自制电磁铁 2、电磁铁性质 3、电磁铁的磁力大小 4、电磁体的磁极 5、探究太阳、影子与气温的关系 6、探究四季形成的原因 7、认识使用显微镜 8、用显微镜观察细胞 实验一、自制电磁铁 实验准备：绝缘导线（约1米长）、淬过火的铁钉、开关、钢棒、木棒、铝棒等。 实验过程： 1.请学生阅读课文P3铁钉电磁铁的制作方法。 2.老师一边示范一边讲解制作要领： ⑴朝着同一个方向绕导线。 ⑵要将绕在铁钉上的线圈2头固定好。 ⑶两头要留有适当的引线。 制作完电磁铁，怎么知道自己制作的电磁铁是否具有磁性？（用自制电磁铁接触回形针） 3．学生动手制作铁钉电磁铁，并自由实验。 4、我们现在来观察一下电磁铁的构造，它可以分成几部分？ 5、学生观察后回答。 6、如果把铁钉换成别的物体，在电路接通后，还能吸引回形针吗？

7、先让学生说一说自己的猜想，然后进行实验，要求学生实验中搞好记录。 8、学生汇报实验结果。 实验二、电磁铁性质 实验准备：电池盒、大铁钉、长绝缘导线 实验过程： 1.上节课我们玩过电磁铁，谁来说一说：电磁铁是用哪些材料做成的？它的磁性又是怎样产生的？ 2.要使电磁体的磁性得到加强，你能想到哪些办法？你认为哪些因素会影响电磁铁的磁力呢？为什么这样认为？ 3.学生小组内交流，教师巡视，强调假设时要说明自己的理由，尽量避免无端的猜测。指导填写P6表格。 4.我们的这些假设可以被证明吗？应该怎么做实验证明？ 5.学生阅读教材上的范例。以研究电池节数多少对电磁铁磁力大小的影响为例，说明：这是一个典型的对比实验，要想知道电池节数增多时，磁力是会加大还是减小，我们要使哪些因素保持不变呢？在这个实验中我们要改变哪些因素，才能知道电池节数会对磁性造成影响呢？ 实验三、电磁铁的磁力大小 实验准备：电池盒、大铁钉、绝缘导线、长短不同的铁螺栓3个、粗细不同的铁螺栓3个、直径不同的线圈3个、强力电磁铁

中盛相似模拟实验

中盛上行开采相似模拟实验报告 1.相似模拟实验的目的 根据横向课题《近距离煤层群上行复采薄煤层可行性研究》的研究需要，并结合现场的实际要求，针对山西汾西矿业中盛煤矿的煤层地质赋存条件，进行近距离煤层群上行开采的三维相似材料模拟实验。 主要研究目的是： ●分析10#煤开采对上部9#、7#煤层的影响，判断上部煤层的整体性及可采性。 ●测定10#煤开采过程中上部煤层的应力变化规律和位移变化，分析极近距离煤层群 上行开采的卸压特征。 实验时间：3D相似模型于2011年11月日开始铺设，历时日完成，2011年11月日进行模拟开挖实验。 主要实验设备： 3D模拟实验台 7V14数据自动采集系统及数据处理系统 位移计和应力传感器（压力盒和直角应变花） 照相机 实验原型基本条件：实验原型为山西汾西矿业中盛煤矿7#、9#、10#煤层。 1、7#煤层 位于太原组中部，K4与K3石灰岩之间，下距9#煤层19.50～26.30m，平均22.60m。煤层厚0.10～1.95m，平均1.11m。一般含0～1层夹石，局部达2层，结构简单，属不稳定的局部可采煤层。顶板一般为泥岩，底板多为中粒砂岩。 2、9#煤层 位于太原组下部，下距10#煤层4.80～7.83m，平均6.45m。煤层厚0～1.10m，平均0.90m，不含夹石，结构简单，该煤层可采范围分布于井田中东部，可采面积 2.139km2，属较稳定的局部可采煤层。顶板为石灰岩，底板一般为泥岩。 3、10#煤层 位于太原组下部，下距11#煤层6.76～13.82m，平均11.20m。煤层厚0.85～2.62m，平均1.86m。一般含0～1层夹石，局部达两层，结构简单。顶板一般为泥岩，底板为泥岩或细粒砂岩，属全区稳定可采煤层。该煤层于原矿区内已大部采空，仅西南部有小部分未开采地段。 复采煤层特征见表1所示。 表1复采煤层特征表

相似材料模拟实验精选文档

相似材料模拟实验精选 文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

实验十：相似材料模拟实验 1 相似原理 相似材料模拟是科学实验的一种，它是人们探讨和认识地压规律的途径之一。用与天然岩石物理力学性质相似的人工材料，按矿山实际原型，遵循一定比例缩小做成的模型，然后在模型中开挖巷道或模拟采场工作，观察模型的变形，位移，破坏和压力等情况，据以分析，推测原型中所发生的情况，这种方法称为相似材料模拟方法。它被用来研究采场和巷道的某些地压问题，例如估计地压大小，顶底板相对位移，冒落拱形状和大小，支架对地压底影响，地下开采对地表底影响，以及影响地压底各种因素。 要使模型中所发生的情况，能如实反映原型中所发生的情况，就必须根据问题的性质，找出主要矛盾，并根据主要矛盾，去确定原型与模型之间的相似关系和相似准则，原型与模型相似必须具备下面几个条件。 几何相似 要求模型与原型的几何形状相似。为此，必须将原型的尺寸，包括长，宽，高等都按一定比例缩小或放大，以做成模型。设以H L 和M L 分别代表原型和模型长度，脚标M 表示模型，L α代表H L 和M L 的比值，称长度比尺，则几何相似要求，L α为常数。 常数== M H L L L α （1） 因面积是长度二次方，所以面积比尺为 2 L M H A A α＝ （2） 因体积是长度三次方，所以体积比尺为 3 L M H V V α＝ （3） 一般来说，模型越大，越能反映原型的实际情况，原型实际上1=L α，但是由于各方面条件限制。模型又不能做的太大。通常模拟采场用 100~50=L α，即原型缩小 100 1 ~ 501，模型巷道用50~20=L α；即原型缩小为50 1 ~ 201。 运动相似 要求模型与原型中，所有各对应点的运动情况相似，即要求各对应点的速度，加速度，运动时间等都成一定比例。设以H t 和M t 分别表示原型和模型中对应点完成沿几何相似的轨迹所需的时间，以 t α代表H t 和M t 的比值，称为时间比尺，则运动相似要求t α

相似材料综述

相似材料配比试验研究综述 研究意义： 岩石力学试验模拟技术是以模拟岩土工程中部分工程结构进行研究，模拟的主要对象是岩体，由于岩体是由各种非均质、各向异性的岩石与地质结构面组成的，因此研究岩体的工程问题是非常复杂的。采用数学力学的研究方法只能为形状简单的圆形或椭圆形的地下通道提供围岩应力场与位移场的理论解。对于不同材料、形状各异的岩土工程结构的应力、应变问题，目前是无法求解的。许多岩土工程分析的预见和推断大多来自现场实测与模拟研究。有限元与边界元等数值分析与计算机相结合为岩石力学的分析与计算提供了有力的工具。同时岩石力学模拟试验本身随着现代科学技术的进步也有所发展，使原有的试验模拟技术更加完善，再加上这类方法具有直观性与全场逐点给出有关参数与结论的优点，因而岩石力学试验模拟是当前研究岩土工程必不可少的研究手段。 岩石力学试验模拟是在室内用某种人工材料(单一或多种材料混合的)，根据相似原理做成相似模型，模型是根据所模拟的原型来塑造的。通过对模型上应力、应变的观测来认识与判断原型(模拟实体)上所发生的力学现象和应力-应变的变化规律，以便为岩土工程设计和施工方案的选择提供依据。在模型试验研究中，选择合理的模型材料及配比具有重要意义。模型相似材料的选择、配比以及试验模型的制作方法对材料的物理力学性质具有很大的影响，对模型试验的成功与否起着决定性作用模型试验关键的一步就是要找到一种合适的相似材料。正确的选择相似材料往往是模型试验成功与否的关键，相似材料选取正确了，模型试验的成功就有了一大半的把握。在相似材料配比确定中，一般很难准确快速的确定其配比达到想要的容重和强度，都要经过很多次反复试验来调整配合比来达到预期的容重和强度。由于影响因素的多样性和复杂性，要确定出合适的配比，制作出符合要求的相似材料并非易事，它需要根据前人的研究成果，结合欲解决问题的特殊性，经过大量的试验才能最终配出满意的相似材料并制作出所需的相似材料模型。但这个过程往往费事费力，给模型试验带来一定的困难。