煤礦采過程中煤體損傷破壞與應(yīng)力場演化是一個宏觀力學結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)盡可能避免尺度效應(yīng)影響，同時要充分考慮應(yīng)力場轉(zhuǎn)移過程中對煤體的影響因素（包括應(yīng)力場非均布性，載荷作用時間、圍壓影響等），真實模擬現(xiàn)場煤體力學條件。“深部采采動應(yīng)力場演變過程試驗系統(tǒng)”設(shè)備具有以下幾方面的創(chuàng)新
（1）大尺度煤體非均布加載
試驗試樣尺寸{zd0}為“500mm×150mm×500mm”。通過全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)對煤體不同位置的載荷進行調(diào)整，仿真“內(nèi)、外應(yīng)力場”，同時記錄初始煤樣應(yīng)力顯現(xiàn)特征，后續(xù)加載時通過記錄的加載信息對煤樣進行自動施壓。
全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)可以自動校正指令信號與饋信號之間的誤差，以便于在進行測量時如實地重新加載的模式；
（2）巖層剪切試驗
設(shè)備{zd0}加載強度為60MPa，圍壓為20MPa。設(shè)備可以實現(xiàn)不同硬度巖層剪切試驗，在實驗室定量確定抗拉強度等力學特性，分析頂板初次來壓或周期來壓特征；同時，利用實驗室{zx1}引進的掃描電鏡對斷口進行分析，確定不同巖層強度裂斷特征。
（3）煤柱（充填體）穩(wěn)定性長時監(jiān)測
（4）“內(nèi)、外應(yīng)力場”仿真
設(shè)備主要性能指標與特點
試驗系統(tǒng)整體由：采動應(yīng)力加載主框架、加載機構(gòu)、液壓伺服系統(tǒng)、試驗運行裝置、測量系統(tǒng)、數(shù)字模擬控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)等組成。
在試件法向上，試驗系統(tǒng)有3類可控邊界條件：恒定法向應(yīng)力、恒定法向位移和恒定法向剛度。
在上述邊界和荷載條件下可進行：試驗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標,主要體現(xiàn)在采動應(yīng)力加載單元及其伺服控制部分、采動應(yīng)力加載單元及其伺服穩(wěn)壓保壓系統(tǒng)。系統(tǒng)可以實現(xiàn)，同步加載同步運動、異步加載異步運動。
加載控制介紹
垂直加載單元，{zd0}垂直荷載4500kN，法向加載油缸作動器{zd0}行程200mm，位移傳感器量程300mm，測量控制精度達到示值的±1%。
側(cè)向加載單元，{zd0}水平荷載1200kN，側(cè)向加載作動器{zd0}行程200mm，位移傳感器量程300mm。
變形控制采取多支位移傳感器平均值，測量控制精度達到示值的±1%。伺服控制部分，荷載加載速率最小{zd0}分別為0.01kN/s和100 kN/s，位移加載速度（位移控制）最小{zd0}速率分別為0.01mm/min和100 mm/min，位移控制穩(wěn)定時間為3d，其測量控制精度達到示值的±1%。系統(tǒng)加載壓力伺服穩(wěn)壓系統(tǒng)（穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法），試驗機有足 夠的剛度。
試驗系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
煤體試樣尺寸：500mm×150mm×150mm（長×寬×高）
對煤樣豎向{zd0}壓力：60MPa
對煤樣側(cè)向{zd0}壓力：20MPa
豎向加載點：5個
豎向加載行程：0～200mm
豎向可同步異步運動、同步異步加載
側(cè)向加載點：3個/每側(cè)（計6個）
側(cè)向加載行程：0～200mm
側(cè)向運動及加載同步差：<0.01mm
豎向單點{zd0}加載能力：900kN
側(cè)向單點{zd0}加載能力：500kN
液壓系統(tǒng)壓力：31.5MPa
加載力值精度：<±1%F.S
加載力值分辨率：0.02kN
側(cè)向位移測量精度：<±1%F.S
位移測量分辨率：0.01mm
保載精度：<±1%F.S
主機滿載荷變形：<0.5mm
主機外形（約）：3200mm×2700mm×3000mm(長×寬×高）
系統(tǒng)占地空間(mm)：8000*6000*4500
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